JP2016035543A - Imaging device and method for correcting image blur using the device - Google Patents

Imaging device and method for correcting image blur using the device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely correct image blur caused by change in attitude of the rolling direction of an imaging device even when the optical center of an optical system and the rotational center of an imaging element are not the same.SOLUTION: The imaging device includes: an optical system forming an image of an object; an imaging element photoelectrically converting the image; a driving unit carrying out translation movement and rotational movement of the imaging element or carrying out translation movement of an image blur correction lens in the optical system and rotational movement of the imaging element; a first angular velocity detector detecting a rotational angular velocity around an optical axis of the optical system; and an image blur correction controller controlling the driving unit to correct imaging blur on the basis of the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detector, the optical center position of the optical system, and the rotational center position of the imaging element.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、手ブレ等に起因する像ブレを補正する機能を備えた撮像装置及びその像ブレ補正方法に関する。   The present invention relates to an image pickup apparatus having a function of correcting image blur caused by camera shake and the like, and an image blur correction method thereof.

従来、カメラの手ブレ補正機能として、手ブレによるカメラのヨー方向及びピッチ方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレ(角度ブレ)を補正する手ブレ補正機能が知られている。近年では、手ブレ補正機能の高性能化が進み、上記の手ブレ補正機能にとどまらず、手ブレによるカメラの縦(垂直)及び横(水平)方向の並進移動に伴って生じる像ブレ(並進ブレ)を補正する手ブレ補正機能や、手ブレによるカメラのロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレ(回転ブレ)を補正する手ブレ補正機能もある。また、これらの手ブレ補正機能を組み合わせて搭載することで、あらゆる像ブレを補正可能にしたカメラも登場している。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a camera shake correction function of a camera, a camera shake correction function that corrects an image shake (angle shake) caused by a posture change in the yaw direction and the pitch direction of the camera due to a camera shake is known. In recent years, image stabilization (translation) that occurs as a result of camera movement in the vertical (vertical) and horizontal (horizontal) directions due to camera shake has been advanced, as camera shake correction functions have become more sophisticated. There is also a camera shake correction function for correcting camera shake and a camera shake correction function for correcting image shake (rotation shake) caused by a posture change in the roll direction of the camera due to camera shake. In addition, cameras that can correct any type of image blur by combining these camera shake correction functions are also available.

特に、上記の回転ブレを補正する手ブレ補正機能については、撮影者がカメラを手持ちで把持して長秒露光撮影(露光時間の長い撮影)を行う場合に像ブレ補正効果を発揮することが知られている。   In particular, the camera shake correction function that corrects the above-described rotational shake can exert an image shake correction effect when a photographer holds the camera by hand and performs long-second exposure shooting (shooting with a long exposure time). Are known.

なお、手ブレ補正機能を搭載したカメラとしては、例えば、特許文献1に記載のカメラが知られている。このカメラは、CCD撮像素子を水平方向と垂直方向とに移動させるX−Yアクチュエータと、それを回転移動させる回転アクチュエータを備え、ピッチセンサ及びヨーセンサの出力に基づいてX−Yアクチュエータを駆動し、傾斜センサの出力に基づいて回転アクチュエータを駆動することで、像ブレを補正するようにしている。   As a camera equipped with a camera shake correction function, for example, the camera described in Patent Document 1 is known. This camera includes an XY actuator that moves the CCD image sensor in the horizontal direction and the vertical direction, and a rotary actuator that rotates the XY actuator, and drives the XY actuator based on the outputs of the pitch sensor and the yaw sensor. Image blurring is corrected by driving the rotary actuator based on the output of the tilt sensor.

特開平9−261524号公報JP-A-9-261524

カメラの光学系の光軸方向を回転軸とする回転運動がカメラに生じた場合(カメラのロール方向の姿勢変化がカメラに生じた場合でもある)、カメラの撮像素子に結像される被写体像は、光学系の光学中心を回転中心として回転する。なお、光学系の光学中心は、光学系の光軸中心でもある。   When a rotational movement about the optical axis direction of the optical system of the camera occurs in the camera (even if the camera changes its orientation in the roll direction), the subject image formed on the image sensor of the camera Rotates around the optical center of the optical system. The optical center of the optical system is also the optical axis center of the optical system.

一方、カメラのロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレを補正する手ブレ補正機能は、光学系により結像される被写体像を撮像する撮像素子の撮像面中心を回転中心として撮像素子を回転させることによって、その像ブレを補正するようにしている。   On the other hand, the camera shake correction function that corrects the image blur caused by the posture change in the roll direction of the camera rotates the image sensor around the center of the imaging surface of the image sensor that captures the subject image formed by the optical system. By doing so, the image blur is corrected.

一般にカメラは、光学系の光学中心と撮像素子の撮像面中心とが一致するように構成されている。しかしながら、実際には、カメラの設計や製造上の制約(例えば精度等)から、両者は必ずしも一致しない。   In general, a camera is configured such that the optical center of an optical system coincides with the center of an imaging surface of an imaging device. However, in practice, the two do not always match due to camera design and manufacturing restrictions (for example, accuracy).

また、光学系に含まれる補正レンズを並進移動させて光学系の光軸方向をシフトさせることにより、カメラのヨー方向及びピッチ方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレやカメラの縦及び横方向の並進移動に伴って生じる像ブレを補正するようにした手ブレ補正機能がある。このような手ブレ補正機能では、補正レンズの並進移動によって光学系の光軸方向がシフトした場合に、光学系の光学中心と撮像素子の撮像面中心とが一致しなくなる。また、撮像素子の並進移動により、そのような像ブレを補正するようにした手ブレ補正機能においても同様に、撮像素子の並進移動により、光学系の光学中心と撮像素子の撮像面中心とが一致しなくなる。   In addition, by moving the correction lens included in the optical system in translation and shifting the optical axis direction of the optical system, image blur caused by posture changes in the yaw direction and pitch direction of the camera and the vertical and horizontal directions of the camera There is a camera shake correction function that corrects image blur caused by translation. In such a camera shake correction function, when the optical axis direction of the optical system is shifted due to the translational movement of the correction lens, the optical center of the optical system does not coincide with the center of the imaging surface of the imaging device. Similarly, in the camera shake correction function in which such image blur is corrected by the translational movement of the image sensor, the optical center of the optical system and the center of the imaging surface of the image sensor are caused by the translational movement of the image sensor. It will not match.

このように、光学系の光学中心と撮像素子の撮像面中心とが一致していないときに、カメラのロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレの補正が行われると、その像ブレ量及び像ブレ方向を、算出される像ブレ補正量及び像ブレ補正方向によって打ち消すことはできない。これは、算出される像ブレ補正量及び像ブレ補正方向が、光学系の光学中心と撮像素子の撮像面中心とが一致していることを前提に求められているからである。   As described above, when the image blur caused by the posture change in the roll direction of the camera is corrected when the optical center of the optical system and the imaging surface center of the image sensor do not coincide with each other, The image blur direction cannot be canceled by the calculated image blur correction amount and the image blur correction direction. This is because the calculated image blur correction amount and the image blur correction direction are obtained on the assumption that the optical center of the optical system and the center of the imaging surface of the imaging device coincide with each other.

その結果、得られる撮影画像においては、像ブレを完全に補正しきれなかったり、部分的に像ブレが増幅されてしまったりする場合もある。
なお、光学系の光学中心と撮像素子の撮像面中心とが一致している場合のカメラのロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレは、撮影画像の周辺部から中心部に向かって徐々に小さくなることから、撮影画像全体としては像ブレが目立たない場合が多い。しかしながら、上述のように、光学系の光学中心と撮像素子の撮像面中心とが一致していない状態で像ブレ補正と共に撮影が行われてしまうと、撮影画像の中心部等に像ブレが生じてしまう場合もあり、かえって撮影画像の画質を劣化させてしまうことも起こり得る。
As a result, in the obtained captured image, the image blur may not be completely corrected, or the image blur may be partially amplified.
Note that image blur caused by the posture change in the roll direction of the camera when the optical center of the optical system and the imaging surface center of the image sensor coincide with each other gradually from the periphery of the captured image toward the center. Since the image becomes smaller, there are many cases where image blur is not conspicuous in the entire photographed image. However, as described above, if shooting is performed together with image blur correction in a state where the optical center of the optical system and the imaging surface center of the image sensor do not coincide with each other, image blurring occurs at the center of the captured image. In some cases, the image quality of the captured image may be deteriorated.

上述の特許文献1には、このような問題に対して、何ら開示がない。
以上のような実情を踏まえ、本発明は、光学系の光学中心と撮像素子の回転中心とが一致していない場合であっても、撮像装置のロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレを高精度に補正することができる撮像装置及びその像ブレ補正方法を提供すことを目的とする。
The above-mentioned Patent Document 1 has no disclosure for such a problem.
In light of the above situation, the present invention prevents image blur caused by the posture change in the roll direction of the imaging device even when the optical center of the optical system and the rotation center of the imaging device do not coincide. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of correcting with high accuracy and an image blur correcting method thereof.

本発明の第1の態様は、被写体像を結像する光学系と、前記光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の並進移動及び回転移動、又は、前記光学系に含まれる像ブレ補正用レンズの並進移動及び前記撮像素子の回転移動、を行わせる駆動部と、前記光学系の光軸方向を回転軸とする回転角速度を検出する第1の角速度検出部と、前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度と、前記光学系の光学中心位置と、前記撮像素子の回転中心位置とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する像ブレ補正制御部と、を備える撮像装置を提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical system that forms a subject image, an image sensor that photoelectrically converts the subject image formed by the optical system, and translational and rotational movement of the image sensor, or A drive unit that performs translational movement of an image blur correction lens included in the optical system and rotational movement of the imaging device; and a first angular velocity detection that detects a rotational angular velocity with the optical axis direction of the optical system as a rotational axis. The drive unit so that image blur is corrected based on the rotation angular velocity detected by the first angular velocity detection unit, the optical center position of the optical system, and the rotation center position of the image sensor. An image blur correction control unit that controls the image pickup apparatus is provided.

本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記像ブレ補正制御部は、前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて像ブレ補正量を算出する像ブレ補正量算出部と、前記光学系の光学中心位置と前記撮像素子の回転中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部と、前記像ブレ補正量算出部により算出された像ブレ補正量と、前記位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量とに基づいて、前記光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第1の方向に対して直交する第2の方向の位置ズレ補償量を算出する位置ズレ補償量算出部と、を含み、前記像ブレ補正制御部は、前記像ブレ補正量算出部により算出された像ブレ補正量と、前記位置ズレ補償量算出部により算出された前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、撮像装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the image blur correction control unit calculates the image blur correction amount based on the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detection unit. A calculation unit, a positional shift amount calculation unit that calculates a positional shift amount between the optical center position of the optical system and the rotation center position of the image sensor, and an image blur correction amount calculated by the image blur correction amount calculation unit. Based on the positional deviation amount calculated by the positional deviation amount calculation unit, the positional deviation compensation amount in the first direction orthogonal to the optical axis direction of the optical system and orthogonal to the first direction A positional deviation compensation amount calculating unit that calculates a positional deviation compensation amount in the second direction, and the image blur correction control unit includes the image blur correction amount calculated by the image blur correction amount calculating unit, and The first value calculated by the positional deviation compensation amount calculation unit. Based on the position deviation compensation amount and position deviation compensation amount of the second direction direction, and controls the driving unit so that the image blur is corrected, to provide an imaging apparatus.

本発明の第3の態様は、第1の態様において、前記光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第2の角速度検出部と、前記第1の方向に対して直交する第2の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第3の角速度検出部と、を更に備え、前記像ブレ補正制御部は、前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて第1の像ブレ補正量を算出する第1の像ブレ補正量算出部と、前記第2の角速度検出部により検出された回転角速度と前記光学系の焦点距離とに基づいて第2の像ブレ補正量を算出し、前記第3の角速度検出部により検出された回転角速度と前記光学系の焦点距離とに基づいて第3の像ブレ補正量を算出する第2の像ブレ補正量算出部と、前記撮像素子の回転中心位置を、前記第2の像ブレ補正量算出部により算出された前記第2の像ブレ補正量及び前記第3の像ブレ補正量の分だけ移動させた位置と、前記光学系の光学中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部と、前記第1の像ブレ補正量算出部により算出された第1の像ブレ補正量と、前記位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量とに基づいて、前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量を算出する位置ズレ補償量算出部と、を含み、前記像ブレ補正制御部は、前記第1の像ブレ補正量算出部により算出された第1の像ブレ補正量と、前記第2の像ブレ補正量算出部により算出された前記第2の像ブレ補正量及び前記第3の像ブレ補正量と、前記位置ズレ補償量算出部により算出された前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、撮像装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the second angular velocity detection unit that detects a rotational angular velocity having a first direction orthogonal to the optical axis direction of the optical system as a rotation axis; A third angular velocity detection unit that detects a rotational angular velocity with a second direction orthogonal to the first direction as a rotation axis, and the image blur correction control unit includes the first angular velocity detection unit. A first image blur correction amount calculating unit that calculates a first image blur correction amount based on the rotation angular velocity detected by the step, a rotation angular velocity detected by the second angular velocity detection unit, and a focal length of the optical system. The second image blur correction amount is calculated based on the second angular velocity, and the third image blur correction amount is calculated based on the rotational angular velocity detected by the third angular velocity detection unit and the focal length of the optical system. 2 image blur correction amount calculation unit and the rotation center position of the image sensor Position between the position moved by the second image blur correction amount and the third image blur correction amount calculated by the second image blur correction amount calculation unit and the optical center position of the optical system A positional shift amount calculation unit that calculates a shift amount, a first image blur correction amount calculated by the first image blur correction amount calculation unit, and a positional shift amount calculated by the positional shift amount calculation unit. And a position shift compensation amount calculation unit that calculates a position shift compensation amount in the first direction and a position shift compensation amount in the second direction, and the image blur correction control unit includes the first shift correction unit. The first image blur correction amount calculated by the image blur correction amount calculation unit, the second image blur correction amount and the third image blur correction amount calculated by the second image blur correction amount calculation unit. And the position in the first direction calculated by the positional deviation compensation amount calculation unit. Based on the record compensation amount and position deviation compensation amount of the second direction, and controls the driving unit so that the image blur is corrected, to provide an imaging apparatus.

本発明の第4の態様は、被写体像を結像する光学系と、前記光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の並進移動及び回転移動、又は、前記光学系に含まれる像ブレ補正用レンズの並進移動及び前記撮像素子の回転移動、を行わせる駆動部と、前記光学系の光軸方向を回転軸とする回転角速度を検出する第1の角速度検出部とを備える撮像装置の像ブレ補正方法であって、前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度と、前記光学系の光学中心位置と、前記撮像素子の回転中心位置とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、像ブレ補正方法を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical system that forms a subject image, an image sensor that photoelectrically converts the subject image formed by the optical system, and translational and rotational movement of the image sensor, or A drive unit that performs translational movement of an image blur correction lens included in the optical system and rotational movement of the imaging device; and a first angular velocity detection that detects a rotational angular velocity with the optical axis direction of the optical system as a rotational axis. An image blur correction method for an image pickup apparatus comprising: a rotation angular velocity detected by the first angular velocity detection unit; an optical center position of the optical system; and a rotation center position of the image sensor. Provided is an image blur correction method for controlling the driving unit so that image blur is corrected.

本発明の第5の態様は、第4の態様において、前記像ブレ補正方法は、前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて像ブレ補正量を算出し、前記光学系の光学中心位置と前記撮像素子の回転中心位置との位置ズレ量を算出し、前記算出した像ブレ補正量と、前記算出した位置ズレ量とに基づいて、前記光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第1の方向に対して直交する第2の方向の位置ズレ補償量を算出し、前記算出した像ブレ補正量と、前記算出した前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、像ブレ補正方法を提供する。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the image blur correction method calculates an image blur correction amount based on a rotational angular velocity detected by the first angular velocity detector, and the optical system includes: A positional deviation amount between the optical center position and the rotation center position of the imaging element is calculated, and based on the calculated image blur correction amount and the calculated positional deviation amount, the optical axis direction of the optical system is calculated. A positional deviation compensation amount in a first direction that is orthogonal and a positional deviation compensation amount in a second direction orthogonal to the first direction are calculated, and the calculated image blur correction amount and the calculated first An image blur correction method is provided that controls the drive unit so that an image blur is corrected based on a position shift compensation amount in the first direction and a position shift compensation amount in the second direction.

本発明の第6の態様は、第4の態様において、前記撮像装置は、前記光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第2の角速度検出部と、前記第1の方向に対して直交する第2の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第3の角速度検出部と、を更に備え、前記像ブレ補正方法は、前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて第1の像ブレ補正量を算出し、前記第2の角速度検出部により検出された回転角速度と前記光学系の焦点距離とに基づいて第2の像ブレ補正量を算出し、前記第3の角速度検出部により検出された回転角速度と前記光学系の焦点距離とに基づいて第3の像ブレ補正量を算出し前記撮像素子の回転中心位置を、前記算出した前記第2の像ブレ補正量及び前記第3の像ブレ補正量の分だけ移動させた位置と、前記光学系の光学中心位置との位置ズレ量を算出し、前記算出した第1の像ブレ補正量と、前記算出した位置ズレ量とに基づいて、前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量を算出し、前記算出した第1の像ブレ補正量と、前記算出した前記第2の像ブレ補正量及び前記第3の像ブレ補正量と、前記算出した前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、像ブレ補正方法を提供する。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the imaging device is a second angular velocity that detects a rotational angular velocity having a first direction orthogonal to the optical axis direction of the optical system as a rotation axis. A detection unit; and a third angular velocity detection unit that detects a rotational angular velocity with a second direction orthogonal to the first direction as a rotation axis. The image blur correction method includes: The first image blur correction amount is calculated based on the rotational angular velocity detected by the angular velocity detecting unit, and the second image blur correction amount is calculated based on the rotational angular velocity detected by the second angular velocity detecting unit and the focal length of the optical system. The image blur correction amount is calculated, the third image blur correction amount is calculated based on the rotational angular velocity detected by the third angular velocity detection unit and the focal length of the optical system, and the rotation center position of the imaging device is calculated. , The calculated second image blur correction amount and the calculated 3 to calculate a positional shift amount between the position moved by the image blur correction amount of 3 and the optical center position of the optical system, and the calculated first image blur correction amount and the calculated positional shift amount. Based on the calculated first image blur correction amount and the calculated second image blur correction amount, and the calculated first image blur correction amount and the calculated second image blur correction amount. Image blur is corrected based on the correction amount and the third image blur correction amount, and the calculated positional deviation compensation amount in the first direction and the calculated positional deviation compensation amount in the second direction. Provided is an image blur correction method for controlling the driving unit.

本発明によれば、光学系の光学中心と撮像素子の回転中心とが一致していない場合であっても、撮像装置のロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレを高精度に補正することができる。   According to the present invention, even when the optical center of the optical system and the rotation center of the image sensor do not coincide with each other, it is possible to accurately correct image blur caused by the posture change in the roll direction of the imaging device. Can do.

方向の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of a direction. 各実施形態に係るカメラが行う回転ブレ補正(カメラのロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレの補正)の概要を説明する第1の図である。It is a 1st figure explaining the outline | summary of the rotation blurring correction | amendment (correction | amendment of the image blurring accompanying the attitude | position change of the roll direction of a camera) which the camera which concerns on each embodiment performs. 各実施形態に係るカメラが行う回転ブレ補正(カメラのロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレの補正)の概要を説明する第2の図である。It is a 2nd figure explaining the outline | summary of the rotational blurring correction | amendment (correction | amendment of the image blurring accompanying the attitude | position change of the roll direction of a camera) which the camera which concerns on each embodiment performs. 第1の実施形態に係るカメラの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the camera which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る撮像素子駆動部の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structural example of the image pick-up element drive part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るブレ補正マイコンの内部構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of an internal structure of the blurring correction | amendment microcomputer which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るRoll補正量算出部の内部構成例を示す図である。It is a figure which shows the internal structural example of the Roll correction amount calculation part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るカメラの像ブレ補正動作の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of an image blur correction operation of the camera according to the first embodiment. 第2の実施形態に係るカメラの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the camera which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係るブレ補正マイコンの内部構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of an internal structure of the blurring correction | amendment microcomputer which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係るLCUの内部構成例を示す図である。It is a figure which shows the internal structural example of LCU which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る、Yaw変位量算出部、Pitch変位量算出部、及びYaw/Pitch補正量算出部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the Yaw displacement amount calculation part based on 2nd Embodiment, a Pitch displacement amount calculation part, and a Yaw / Pitch correction amount calculation part. 第2の実施形態に係るカメラの像ブレ補正動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the image blur correction operation | movement of the camera which concerns on 2nd Embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
はじめに、各実施形態に係るカメラの説明に先立ち、その説明に使用される方向について定義すると共に、そのカメラが行う回転ブレ補正の概要を説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, prior to the description of the camera according to each embodiment, a direction used for the description is defined, and an outline of rotational blur correction performed by the camera is described.

図1は、方向の定義を説明する図である。
図1に示したように、後述する各実施形態に係るカメラ1は、交換レンズ2がカメラ本体3に装着された構成を有する。このようなカメラ1において、X方向、Y方向、Z方向、ピッチ(Pitch)方向、ヨー(Yaw)方向、及びロール(Roll)方向を、次のように定義する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the definition of a direction.
As shown in FIG. 1, a camera 1 according to each embodiment to be described later has a configuration in which an interchangeable lens 2 is attached to a camera body 3. In such a camera 1, the X direction, the Y direction, the Z direction, the pitch direction, the yaw direction, and the roll direction are defined as follows.

カメラ本体3の左右方向(水平方向)をX方向とする。また、そのX方向において、カメラ本体3の正面を見たときの右方向を+方向とし、その左方向を−方向とする。なお、X方向は、後述の撮像素子の撮像面の左右方向にも対応する。   The left-right direction (horizontal direction) of the camera body 3 is defined as the X direction. Further, in the X direction, the right direction when viewing the front of the camera body 3 is defined as + direction, and the left direction is defined as − direction. Note that the X direction also corresponds to the left-right direction of an imaging surface of an imaging device described later.

カメラ本体3の上下方向(垂直方向)をY方向とする。また、そのY方向において、上方向を+方向とし、下方向を−方向とする。なお、Y方向は、後述の撮像素子の撮像面の上下方向にも対応する。   The vertical direction of the camera body 3 is the Y direction. In the Y direction, the upper direction is the + direction and the lower direction is the-direction. Note that the Y direction also corresponds to the up and down direction of the imaging surface of the imaging element described later.

交換レンズ2に含まれる光学系の光軸方向をZ方向とする。また、そのZ方向において、カメラ本体側から交換レンズ側への方向を+方向とし、交換レンズ側からからカメラ本体側への方向を−方向とする。   The optical axis direction of the optical system included in the interchangeable lens 2 is defined as the Z direction. In the Z direction, the direction from the camera body side to the interchangeable lens side is defined as a positive direction, and the direction from the interchangeable lens side to the camera body side is defined as a negative direction.

X方向を回転軸とする回転方向をピッチ方向とする。また、そのピッチ方向において、+X方向へ向かって左回転を+方向とし、+X方向に向かって右回転を−方向とする。
Y方向を回転軸とする回転方向をヨー方向とする。また、そのヨー方向において、+Y方向へ向かって右回転を+方向とし、+Y方向に向かって左回転を−方向とする。
The rotation direction with the X direction as the rotation axis is defined as the pitch direction. In the pitch direction, the left rotation toward the + X direction is defined as the + direction, and the right rotation toward the + X direction is defined as the − direction.
A rotation direction with the Y direction as a rotation axis is a yaw direction. In the yaw direction, a right rotation toward the + Y direction is defined as a + direction, and a left rotation toward the + Y direction is defined as a − direction.

Z方向を回転軸とする回転方向をロール方向とする。また、そのロール方向において、+Z方向に向かって左回転を+方向とし、+Z方向に向かって右回転を−方向とする。
なお、このように定義した方向の正負(+,−)は、後述する角速度センサの実装方向に依存するため、上記に限定されるものでないことは勿論のことである。
The rotation direction with the Z direction as the rotation axis is the roll direction. Further, in the roll direction, the left rotation toward the + Z direction is defined as the + direction, and the right rotation toward the + Z direction is defined as the − direction.
In addition, since the positive / negative (+,-) of the direction defined in this way is dependent on the mounting direction of the angular velocity sensor mentioned later, of course, it is not limited to the above.

図2及び図3は、各実施形態に係るカメラ1が行う回転ブレ補正(カメラ1のロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレの補正)の概要を説明する図である。
図2は、カメラ1の光学系の光学中心とカメラ1の撮像素子の撮像面中心とが一致している場合にカメラ1のロール方向の姿勢変化が生じた場合の、撮像面に結像される被写体像の各点の移動例を示している。なお、図2において、a、b、b1、c、及びc1の各点は撮像面上の点であるとし、a点は光学中心及び撮像面中心に位置する点でもあるとする。
2 and 3 are diagrams illustrating an outline of rotational blur correction (correction of image blur caused by a change in posture of the camera 1 in the roll direction) performed by the camera 1 according to each embodiment.
FIG. 2 shows an image formed on the imaging surface when the posture change in the roll direction of the camera 1 occurs when the optical center of the optical system of the camera 1 coincides with the imaging surface center of the imaging element of the camera 1. An example of movement of each point of a subject image is shown. In FIG. 2, points a, b, b1, c, and c1 are points on the imaging surface, and point a is also a point located at the optical center and the center of the imaging surface.

この場合、a点に位置する被写体像の点は、光学中心に位置する点でもあることから、カメラ1のロール方向の姿勢変化(θroll)が生じても移動しない。一方、b点及びc点に位置する被写体像の点は、カメラ1のロール方向の姿勢変化(θroll)が生じると、光学中心(a点)を回転中心として回転し、b1点及びc1点へ移動する。   In this case, since the point of the subject image located at the point a is also a point located at the optical center, it does not move even if the posture change (θroll) in the roll direction of the camera 1 occurs. On the other hand, when the posture change (θroll) in the roll direction of the camera 1 occurs, the points of the subject image located at the points b and c rotate around the optical center (point a) to the points b1 and c1. Moving.

従って、光学中心と撮像面中心とが一致している場合にカメラ1のロール方向の姿勢変化(θroll)が生じた場合には、撮像面中心(a点)を回転中心として、撮像素子を逆回転移動(−θroll)させることにより、回転ブレ補正を行うことができる。   Therefore, when the posture change (θ roll) in the roll direction of the camera 1 occurs when the optical center and the imaging surface center coincide with each other, the imaging element is reversed with the imaging surface center (point a) as the rotation center. Rotational blur correction can be performed by rotational movement (−θroll).

図3は、カメラ1の光学系の光学中心とカメラ1の撮像素子の撮像面中心とが一致していない場合にカメラ1のロール方向の姿勢変化が生じた場合の、撮像面に結像される被写体像の各点の移動例を示している。なお、図3において、a、a1、a2、b、b1、c、c1、及びc2の各点は撮像面上の点であるとし、a点は撮像面中心に位置する点でもあるとし、b点は光学中心に位置する点でもあるとする。   FIG. 3 shows an image formed on the imaging surface when the posture change in the roll direction of the camera 1 occurs when the optical center of the optical system of the camera 1 and the imaging surface center of the imaging device of the camera 1 do not match. An example of movement of each point of a subject image is shown. In FIG. 3, it is assumed that points a, a1, a2, b, b1, c, c1, and c2 are points on the imaging surface, and point a is also a point located at the center of the imaging surface. The point is also a point located at the optical center.

この場合、b点に位置する被写体像の点は、光学中心に位置していることから、カメラ1のロール方向の姿勢変化(θroll)が生じても移動しない。一方、a点及びc点に位置する被写体像の点は、カメラ1のロール方向の姿勢変化(θroll)が生じると、光学中心(b点)を回転中心として回転し、a1点及びc1点に移動する。   In this case, since the point of the subject image located at the point b is located at the optical center, it does not move even if the posture change (θroll) in the roll direction of the camera 1 occurs. On the other hand, when the posture change (θroll) in the roll direction of the camera 1 occurs, the points of the subject image located at the points a and c rotate about the optical center (point b) as the center of rotation, and become points a1 and c1. Moving.

この場合に、図2に示した例と同様にして回転ブレ補正を行ってしまうと、a1点、b点、及びc1点に位置する被写体像の点は、撮像面中心(a点)を回転中心として撮像素子が逆回転(−θroll)することとなり、a2点、b1点、c2点へ移動する。   In this case, if rotational blur correction is performed in the same manner as in the example shown in FIG. 2, the points of the subject image located at points a1, b, and c1 rotate the center of the imaging surface (point a). The imaging element rotates in the reverse direction (-θroll) as the center, and moves to points a2, b1, and c2.

ここで、始点をa点、終点をa1点とするベクトルaa1の大きさをBraとし、始点をc点、終点をc1点とするベクトルcc1の大きさをBrcとする。また、始点をa1点、終点をa2点とするベクトルa1a2の大きさをSraとし、始点をb点、終点をb1点とするベクトルbb1の大きさをSrbとし、始点をc1点、終点をc2点とするベクトルc1c2の大きさをSrcとする。また、始点をa点、終点をa2点とするベクトルaa2(ベクトルaa1とベクトルa1a2の和)の大きさをBofsaとし、始点をc点、終点をc2点とするベクトルcc2(ベクトルcc1とベクトルc1c2の和)の大きさをBofscとする。この場合、ベクトルbb1の大きさSrbと、ベクトルaa2の大きさBofsa及びベクトルcc2の大きさBofscの各々とは等しくなる。また、ベクトルbb1の向きと、ベクトルaa2の向き及びベクトルcc2の向きの各々とも等しくなる。すなわち、ベクトルbb1は、ベクトルaa2及びベクトルcc2の各々と等しくなる。   Here, the magnitude of the vector aa1 having the start point as a and the end point as a1 is represented as Bra, the size of the vector cc1 having the start point as c point and the end point as c1 is represented as Brc. The size of the vector a1a2 having the start point a1 and the end point a2 is Sra, the size of the vector bb1 having the start point b and the end point b1 is Srb, the start point c1 and the end point c2 Let Src be the size of the vector c1c2 that is a point. The vector aa2 (the sum of the vector aa1 and the vector a1a2) having the start point a and the end point a2 is Bofsa, the vector cc2 having the start point c and the end point c2 (vector cc1 and vector c1c2) ) Is defined as Bofsc. In this case, the magnitude Srb of the vector bb1 is equal to the magnitude Bofsa of the vector aa2 and the magnitude Bofsc of the vector cc2. Further, the direction of the vector bb1 is equal to the direction of the vector aa2 and the direction of the vector cc2. That is, the vector bb1 is equal to each of the vector aa2 and the vector cc2.

従って、光学中心と撮像面中心とが一致していない場合にカメラ1のロール方向の姿勢変化(θroll)が生じた場合には、上述の図2に示した例と同様にして回転ブレ補正(仮の回転ブレ補正)を行うと共に、その際の撮像素子の回転移動(−θroll)に伴って生じる、光学中心と撮像面中心とが一致していないことによる位置ズレ(ベクトルbb1=ベクトルaa2=ベクトルcc2)を打ち消す方向に、撮像面に対して被写体像を相対的に並進移動させることにより、全体としての回転ブレ補正を行うことができる。   Accordingly, when the posture change (θroll) in the roll direction of the camera 1 occurs when the optical center and the imaging surface center do not coincide with each other, the rotational blur correction (see FIG. 2) is performed. Temporary rotational blur correction) is performed, and a positional shift (vector bb1 = vector aa2 =) caused by a mismatch between the optical center and the center of the imaging surface caused by the rotational movement (−θroll) of the image sensor at that time. By rotating the subject image relative to the imaging surface in a direction that cancels the vector cc2), it is possible to perform rotational blur correction as a whole.

以上を踏まえ、以下、各実施形態に係るカメラ1の詳細を説明する。
<第1の実施形態>
第1の実施形態に係るカメラ1は、当該カメラ1のロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレを補正する機能を備えたカメラである。
Based on the above, details of the camera 1 according to each embodiment will be described below.
<First Embodiment>
The camera 1 according to the first embodiment is a camera having a function of correcting image blur caused by a change in posture of the camera 1 in the roll direction.

図4は、本実施形態に係るカメラ1の構成例を示す図である。
図4に示したように、本実施形態に係るカメラ1は、交換レンズ2がカメラ本体3に装着された構成を有する。なお、カメラ本体3は、交換レンズ2を着脱自在に構成されており、カメラ本体3への交換レンズ2の装着は、交換レンズ2に設けられている図示しないレンズマウント接続部とカメラ本体3に設けられている図示しないボディマウント接続部とが互いに勘合することによって行われる。これにより、交換レンズ2がカメラ本体3に固定されると共に、各々のマウント接続部に設けられている端子同士も電気的に接続され、その接点4を介して、交換レンズ2とカメラ本体3との間での通信が可能になる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the camera 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the camera 1 according to the present embodiment has a configuration in which the interchangeable lens 2 is attached to the camera body 3. The camera body 3 is configured so that the interchangeable lens 2 is detachable, and the interchangeable lens 2 is attached to the camera body 3 by a lens mount connection portion (not shown) provided in the interchangeable lens 2 and the camera body 3. This is performed by fitting each other with a body mount connecting portion (not shown) provided. As a result, the interchangeable lens 2 is fixed to the camera body 3, and terminals provided at each mount connection portion are also electrically connected, and the interchangeable lens 2, the camera body 3, and the like are connected via the contact points 4. Communication between the two becomes possible.

交換レンズ2は、光学系21、LCU(lens control unit)22、及び光学系駆動部23を含む。
光学系21は、被写体からの光束を被写体像として撮像素子32の撮像面に結像する。なお、光学系21は、図示しない焦点位置調整用のレンズ群(以下「フォーカスレンズ」という)や焦点距離調整用のレンズ群(以下「ズームレンズ」という)を含む。
The interchangeable lens 2 includes an optical system 21, an LCU (lens control unit) 22, and an optical system driving unit 23.
The optical system 21 forms a light beam from the subject on the imaging surface of the imaging element 32 as a subject image. The optical system 21 includes a lens group for adjusting the focal position (hereinafter referred to as “focus lens”) and a lens group for adjusting the focal length (hereinafter referred to as “zoom lens”).

光学系駆動部23は、LCU22の制御の下、光学系21に含まれるフォーカスレンズやズームレンズを光軸方向に移動させる。これにより焦点位置調整(以下「フォーカシング」という)や焦点距離調整(以下「ズーミング」という)が行われる。   The optical system drive unit 23 moves a focus lens and a zoom lens included in the optical system 21 in the optical axis direction under the control of the LCU 22. Thereby, focal position adjustment (hereinafter referred to as “focusing”) and focal length adjustment (hereinafter referred to as “zooming”) are performed.

LCU22は、接点4を介してシステムコントローラ34と通信すると共に、交換レンズ2の全体動作を制御する。例えば、LCU22は、システムコントローラ34と協働して光学系駆動部23を制御することにより、フォーカシングやズーミングを制御する。また、例えば、LCU22は、光学系21の位置を監視し、その光学系21の位置から光学系21の光学中心位置を求め、その光学中心位置を、接点4を介してシステムコントローラ34に送信する。   The LCU 22 communicates with the system controller 34 via the contact 4 and controls the overall operation of the interchangeable lens 2. For example, the LCU 22 controls focusing and zooming by controlling the optical system driving unit 23 in cooperation with the system controller 34. For example, the LCU 22 monitors the position of the optical system 21, obtains the optical center position of the optical system 21 from the position of the optical system 21, and transmits the optical center position to the system controller 34 via the contact 4. .

なお、光学系21の光学中心は、撮像素子32の撮像面中心と一致するように設計や製造の段階で調整されているが、設計や製造上の制約(例えば精度等)から、実際には、両者が必ずしも一致しない。そこで、LCU22は、光学系21の位置から光学系21の光学中心位置を求めるようにしている。このときの光学中心位置の求め方としては、例えば、設計や製造の段階において、光学系21の各位置での光学中心位置を予め測定しておき、その両者の関係を近似式又はテーブルとしてLCU22が保持するように構成し、その近似式又はテーブルを基に光学系21の位置から光学中心位置を求める方法がある。   The optical center of the optical system 21 is adjusted at the stage of design and manufacture so as to coincide with the center of the image pickup surface of the image pickup device 32. , They do not necessarily match. Therefore, the LCU 22 obtains the optical center position of the optical system 21 from the position of the optical system 21. As a method of obtaining the optical center position at this time, for example, in the design or manufacturing stage, the optical center position at each position of the optical system 21 is measured in advance, and the relationship between the two is represented as an approximate expression or table as an LCU 22. There is a method of obtaining the optical center position from the position of the optical system 21 based on the approximate expression or table.

LCU22は、その他、例えば、図示しない絞りの制御等も行う。
カメラ本体3は、フォーカルプレーンシャッター(以下単に「シャッター」という)31、撮像素子32、撮像素子駆動部33、システムコントローラ34、ブレ補正マイコン35、Roll角速度センサ36、及びSW(スイッチ)部37を含む。
In addition, the LCU 22 also performs control of a diaphragm (not shown), for example.
The camera body 3 includes a focal plane shutter (hereinafter simply referred to as “shutter”) 31, an image sensor 32, an image sensor drive unit 33, a system controller 34, a shake correction microcomputer 35, a Roll angular velocity sensor 36, and an SW (switch) unit 37. Including.

シャッター31は、撮像素子32の前面に配置され、システムコントローラ34の制御の下に開閉動作を行うことで、撮像素子32の撮像面を露光状態又は遮光状態にする。
撮像素子32は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサであって、システムコントローラ34の制御の下に、撮像面に結像された被写体像を電気信号に変換する(光電変換する)。変換された電気信号は、システムコントローラ34によって映像信号として読み出される。
The shutter 31 is disposed in front of the image sensor 32, and opens and closes the imaging surface of the image sensor 32 by performing an opening / closing operation under the control of the system controller 34.
The image pickup device 32 is an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), for example, and converts the subject image formed on the image pickup surface into an electric signal under the control of the system controller 34. Convert (photoelectric conversion). The converted electrical signal is read out as a video signal by the system controller 34.

撮像素子駆動部33は、撮像素子32を支持する構成を有し、ブレ補正マイコン35の制御の下に、撮像素子32をX方向及びY方向に並進移動させると共に、撮像素子32の撮像面中心を回転中心として撮像素子32を回転移動させる。なお、撮像素子駆動部33の詳細については、図5を用いて後述する。   The image sensor drive unit 33 is configured to support the image sensor 32, translates the image sensor 32 in the X direction and the Y direction, and controls the center of the image plane of the image sensor 32 under the control of the blur correction microcomputer 35. The image sensor 32 is rotated about the rotation center. Details of the image sensor driving unit 33 will be described later with reference to FIG.

システムコントローラ34は、接点4を介してのLCU22との通信及びブレ補正マイコン35との通信を行うと共に、カメラ本体3及びカメラ1の全体動作を制御する。例えば、システムコントローラ34は、LCU22と協働してフォーカシングやズーミングを制御する。また、例えば、システムコントローラ34は、シャッター31及び撮像素子32を制御する。また、例えば、システムコントローラ34は、撮像素子32から映像信号を読み出し、それを所定の形式の画像データに変換する。また、例えば、システムコントローラ34は、LCU22から送信された光学系21の光学中心位置を受信し、それをブレ補正マイコン35に送信する。また、例えば、システムコントローラ34は、ブレ補正の開始、終了の指示信号をブレ補正マイコン35に送信する。また、例えば、システムコントローラ34は、SW部37から送信された指示信号を受信し、その指示信号に応じた処理(例えば撮影指示信号に応じた撮影処理)を行う。   The system controller 34 communicates with the LCU 22 through the contact 4 and communicates with the shake correction microcomputer 35 and controls the overall operation of the camera body 3 and the camera 1. For example, the system controller 34 controls focusing and zooming in cooperation with the LCU 22. For example, the system controller 34 controls the shutter 31 and the image sensor 32. Further, for example, the system controller 34 reads a video signal from the image sensor 32 and converts it into image data of a predetermined format. For example, the system controller 34 receives the optical center position of the optical system 21 transmitted from the LCU 22 and transmits it to the shake correction microcomputer 35. Further, for example, the system controller 34 transmits a shake correction start / end instruction signal to the shake correction microcomputer 35. Further, for example, the system controller 34 receives the instruction signal transmitted from the SW unit 37 and performs processing according to the instruction signal (for example, imaging processing according to the imaging instruction signal).

ブレ補正マイコン35は、システムコントローラ34からブレ補正の開始、終了の指示信号を受信する。また、ブレ補正マイコン35は、Roll角速度センサ36の出力と、システムコントローラ34から送信される光学系21の光学中心位置と、撮像素子32の回転中心位置(撮像面中心位置でもある)とに基づいて、像ブレを打ち消す方向に撮像素子32を移動させるように撮像素子駆動部33を制御する。なお、ブレ補正マイコン35の詳細については、図6を用いて後述する。   The shake correction microcomputer 35 receives a start / end instruction signal for shake correction from the system controller 34. Further, the shake correction microcomputer 35 is based on the output of the Roll angular velocity sensor 36, the optical center position of the optical system 21 transmitted from the system controller 34, and the rotation center position (also the image pickup surface center position) of the image sensor 32. Then, the image sensor driving unit 33 is controlled so as to move the image sensor 32 in the direction to cancel the image blur. Details of the blur correction microcomputer 35 will be described later with reference to FIG.

Roll角速度センサ36は、ロール方向の回転角速度を検出する。
SW部37は、ユーザからの各種指示を受け付けるための操作部であり、ユーザから受け付けた指示に応じた指示信号(例えば撮影指示に応じた撮影指示信号)をシステムコントローラ34に送信する。
The Roll angular velocity sensor 36 detects the rotational angular velocity in the roll direction.
The SW unit 37 is an operation unit for receiving various instructions from the user, and transmits an instruction signal corresponding to the instruction received from the user (for example, a shooting instruction signal corresponding to the shooting instruction) to the system controller 34.

図5は、撮像素子駆動部33の構成例を模式的に示す図である。
図5に示したように、撮像素子駆動部33は、X1駆動部331、X2駆動部332、及びY駆動部333を含む。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the image sensor driving unit 33.
As illustrated in FIG. 5, the image sensor driving unit 33 includes an X1 driving unit 331, an X2 driving unit 332, and a Y driving unit 333.

X1駆動部331及びX2駆動部332は、協働して、撮像素子32をX方向に移動させると共に回転移動させる。例えば、撮像素子32をX方向に移動させる場合には、X1駆動部331とX2駆動部332の駆動量として、同じ符号の同じ駆動量が与えられる。一方、撮像素子32を回転させる場合には、X1駆動部331とX2駆動部332の駆動量として、異なる符号の同じ駆動量が与えられる。   The X1 driving unit 331 and the X2 driving unit 332 work together to move the image sensor 32 in the X direction and rotate it. For example, when the image sensor 32 is moved in the X direction, the same drive amount with the same sign is given as the drive amount of the X1 drive unit 331 and the X2 drive unit 332. On the other hand, when the image pickup device 32 is rotated, the same drive amount with different signs is given as the drive amounts of the X1 drive unit 331 and the X2 drive unit 332.

Y駆動部333は、撮像素子32をY方向に移動させる。
図6は、ブレ補正マイコン35の内部構成例を示す図である。
図6に示したように、ブレ補正マイコン35は、ADC(Analog-to-digital converter)351、通信部352、補正量算出部353、及びモータドライバ354を含む。
The Y drive unit 333 moves the image sensor 32 in the Y direction.
FIG. 6 is a diagram illustrating an internal configuration example of the shake correction microcomputer 35.
As shown in FIG. 6, the shake correction microcomputer 35 includes an ADC (Analog-to-digital converter) 351, a communication unit 352, a correction amount calculation unit 353, and a motor driver 354.

ADC351は、Roll角速度センサ36の出力信号であるアナログ信号を所定のサンプリングレートで逐次デジタル信号に変換して出力する。
通信部352は、システムコントローラ34と通信を行う。例えば、通信部352は、システムコントローラ34から送信されたブレ補正の開始、終了の指示信号を受信する。また、例えば、通信部352は、システムコントローラ34から送信された光学系21の光学中心位置を受信する。
The ADC 351 sequentially converts an analog signal that is an output signal of the Roll angular velocity sensor 36 into a digital signal at a predetermined sampling rate, and outputs the digital signal.
The communication unit 352 communicates with the system controller 34. For example, the communication unit 352 receives a start / end instruction signal for shake correction transmitted from the system controller 34. For example, the communication unit 352 receives the optical center position of the optical system 21 transmitted from the system controller 34.

補正量算出部353は、ADC351の出力と、通信部352が受信した光学系21の光学中心位置と、撮像素子32の回転中心位置(撮像面中心位置でもある)とに基づいて、像ブレを打ち消す方向に撮像素子32を移動させるための、撮像素子駆動部33の目標駆動位置(X1,X2,Y)を算出する。なお、X1はX1駆動部331の目標駆動位置であり、X2はX2駆動部332の目標駆動位置であり、YはY駆動部333の目標駆動位置である。   The correction amount calculation unit 353 performs image blurring based on the output of the ADC 351, the optical center position of the optical system 21 received by the communication unit 352, and the rotation center position (also the center position of the imaging surface) of the imaging element 32. The target drive position (X1, X2, Y) of the image sensor drive unit 33 for moving the image sensor 32 in the direction to cancel is calculated. X1 is a target drive position of the X1 drive unit 331, X2 is a target drive position of the X2 drive unit 332, and Y is a target drive position of the Y drive unit 333.

より詳しくは、補正量算出部353は、Roll補正量算出部3531、補正回転中心誤差算出部3532、補正回転中心誤差補償量算出部3533、及び目標駆動位置算出部3534を含み、その各部が次のような処理を行う。   More specifically, the correction amount calculation unit 353 includes a Roll correction amount calculation unit 3531, a corrected rotation center error calculation unit 3532, a correction rotation center error compensation amount calculation unit 3533, and a target drive position calculation unit 3534. Perform the following process.

Roll補正量算出部3531は、ADC351の出力に基づいて、ブレ補正開始からのロール方向の角度変位量を算出し、その角度変位量をロール方向の回転ブレ補正量(θ)として出力する。なお、Roll補正量算出部3531の詳細については、図7を用いて後述する。   The Roll correction amount calculation unit 3531 calculates the angular displacement amount in the roll direction from the start of blur correction based on the output of the ADC 351, and outputs the angular displacement amount as the rotational blur correction amount (θ) in the roll direction. Details of the Roll correction amount calculation unit 3531 will be described later with reference to FIG.

補正回転中心誤差算出部3532は、通信部352が受信した光学系21の光学中心位置と撮像素子32の回転中心位置との位置ズレ量(補正回転中心誤差)を算出する。
補正回転中心誤差補償量算出部3533は、補正回転中心誤差算出部3532の算出結果(補正回転中心誤差)とRoll補正量算出部3531の算出結果(回転ブレ補正量)とに基づいて、補正回転中心誤差を補償するための、X方向及びY方向の補正回転中心誤差補償量(Xc,Yc)を算出する。なお、この算出方法の詳細については、後述する図8のS15の説明の中で述べる。
The corrected rotation center error calculation unit 3532 calculates a positional deviation amount (corrected rotation center error) between the optical center position of the optical system 21 received by the communication unit 352 and the rotation center position of the image sensor 32.
The correction rotation center error compensation amount calculation unit 3533 corrects rotation based on the calculation result (correction rotation center error) of the correction rotation center error calculation unit 3532 and the calculation result (rotation blur correction amount) of the Roll correction amount calculation unit 3531. A correction rotation center error compensation amount (Xc, Yc) in the X direction and the Y direction for compensating for the center error is calculated. Details of this calculation method will be described in the description of S15 in FIG.

目標駆動位置算出部3534は、補正回転中心誤差補償量算出部3533の算出結果(補正回転中心誤差補償量)と、Roll補正量算出部3531の算出結果(回転ブレ補正量)とに基づいて、像ブレを打ち消す方向に撮像素子32を移動させるための、撮像素子駆動部33の目標駆動位置(X1,X2,Y)を算出する。   The target drive position calculation unit 3534 is based on the calculation result (correction rotation center error compensation amount) of the correction rotation center error compensation amount calculation unit 3533 and the calculation result (rotation blur correction amount) of the Roll correction amount calculation unit 3531. A target drive position (X1, X2, Y) of the image sensor drive unit 33 for moving the image sensor 32 in a direction to cancel the image blur is calculated.

モータドライバ354は、目標駆動位置算出部3534の算出結果(撮像素子駆動部33の目標駆動位置)に応じて、撮像素子駆動部33のX1駆動部331、X2駆動部332、及びY駆動部333の各々に駆動パルスを出力する。   The motor driver 354 corresponds to the calculation result of the target drive position calculation unit 3534 (target drive position of the image sensor drive unit 33), and the X1 drive unit 331, X2 drive unit 332, and Y drive unit 333 of the image sensor drive unit 33. A drive pulse is output to each of these.

図7は、Roll補正量算出部3531の内部構成例を示す図である。
図7に示したように、Roll補正量算出部3531は、積分器35311を含む。
積分器35311は、ADC351の出力を時間積分して、ブレ補正開始からのロール方向の角度変位量(像面回転量)を算出し、それをロール方向の回転ブレ補正量として出力する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an internal configuration example of the Roll correction amount calculation unit 3531.
As illustrated in FIG. 7, the Roll correction amount calculation unit 3531 includes an integrator 35311.
The integrator 35311 time-integrates the output of the ADC 351, calculates the amount of angular displacement (image plane rotation amount) in the roll direction from the start of shake correction, and outputs it as the amount of rotational shake correction in the roll direction.

なお、以上のように構成された本実施形態に係るカメラ1において、カメラ1は撮像装置の一例である。光学系21は、被写体像を結像する光学系の一例である。撮像素子32は、光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子の一例である。撮像素子駆動部33は、撮像素子の並進移動及び回転移動を行わせる駆動部の一例である。Roll角速度センサ36は、光学系の光軸方向を回転軸とする回転角速度を検出する第1の角速度検出部の一例である。ブレ補正マイコン35は、第1の角速度検出部により検出された回転角速度と、光学系の光学中心位置と、撮像素子の回転中心位置とに基づいて、像ブレが補正されるように駆動部を制御する像ブレ補正制御部の一例である。   In the camera 1 according to the present embodiment configured as described above, the camera 1 is an example of an imaging device. The optical system 21 is an example of an optical system that forms a subject image. The image sensor 32 is an example of an image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by an optical system. The imaging element driving unit 33 is an example of a driving unit that performs translational movement and rotational movement of the imaging element. The Roll angular velocity sensor 36 is an example of a first angular velocity detector that detects a rotational angular velocity with the optical axis direction of the optical system as a rotation axis. The blur correction microcomputer 35 controls the drive unit so that the image blur is corrected based on the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detection unit, the optical center position of the optical system, and the rotation center position of the image sensor. It is an example of the image blur correction control part to control.

また、ブレ補正マイコン35において、Roll補正量算出部3531は、第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて像ブレ補正量を算出する像ブレ補正量算出部の一例である。補正回転中心誤差算出部3532は、光学系の光学中心位置と撮像素子の回転中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部の一例である。補正回転中心誤差補償量算出部3533は、像ブレ補正量算出部により算出された像ブレ補正量と、位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量とに基づいて、光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向の位置ズレ補償量及び第1の方向に対して直交する第2の方向の位置ズレ補償量を算出する位置ズレ補償量算出部の一例である。なお、ブレ補正マイコン35は、像ブレ補正量算出部により算出された像ブレ補正量と、位置ズレ補償量算出部により算出された第1の方向の位置ズレ補償量及び第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように駆動部を制御する像ブレ補正制御部の一例でもある。   In the blur correction microcomputer 35, the Roll correction amount calculation unit 3531 is an example of an image blur correction amount calculation unit that calculates an image blur correction amount based on the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detection unit. The corrected rotation center error calculation unit 3532 is an example of a position shift amount calculation unit that calculates a position shift amount between the optical center position of the optical system and the rotation center position of the image sensor. The corrected rotation center error compensation amount calculation unit 3533 is based on the image blur correction amount calculated by the image blur correction amount calculation unit and the position shift amount calculated by the position shift amount calculation unit, in the optical axis direction of the optical system. 2 is an example of a positional deviation compensation amount calculation unit that calculates a positional deviation compensation amount in a first direction that is orthogonal to the first direction and a positional deviation compensation amount in a second direction orthogonal to the first direction. Note that the blur correction microcomputer 35 includes the image blur correction amount calculated by the image blur correction amount calculation unit, the position shift compensation amount in the first direction and the position in the second direction calculated by the position shift compensation amount calculation unit. It is also an example of an image blur correction control unit that controls the drive unit so that the image blur is corrected based on the deviation compensation amount.

次に、本実施形態に係るカメラ1の像ブレ補正動作について説明する。
図8は、その動作の一例を示すフローチャートである。
なお、本動作は、システムコントローラ34から送信されたブレ補正開始指示信号をブレ補正マイコン35が受信すると開始する動作である。
Next, an image blur correction operation of the camera 1 according to the present embodiment will be described.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation.
This operation is started when the shake correction microcomputer 35 receives the shake correction start instruction signal transmitted from the system controller 34.

図8に示したように、本動作が開始すると、ブレ補正マイコン35は、LCU22からシステムコントローラ34を介して送信された光学系21の光学中心位置(Xo,Yo)を取得(受信)する(S11)。   As shown in FIG. 8, when this operation is started, the blur correction microcomputer 35 acquires (receives) the optical center position (Xo, Yo) of the optical system 21 transmitted from the LCU 22 via the system controller 34 ( S11).

続いて、Roll角速度センサ36によって検出され(S12)、ADC351によってデジタル信号に変換されたロール方向の回転角速度に基づいて、Roll補正量算出部3531が、ブレ補正開始からのロール方向の角度変位量を算出し(S13)、その角度変位量をロール方向の回転ブレ補正量(θ)として出力する(S14)。   Subsequently, the Roll correction amount calculation unit 3531 detects the amount of angular displacement in the roll direction from the start of blur correction based on the rotational angular velocity in the roll direction detected by the Roll angular velocity sensor 36 (S12) and converted into a digital signal by the ADC 351. Is calculated (S13), and the amount of angular displacement is output as a rotational blur correction amount (θ) in the roll direction (S14).

続いて、補正回転中心誤差算出部3532は、S11で取得された光学中心位置(Xo,Yo)と撮像素子32の回転中心位置(Xr,Yr)との位置ズレ量(補正回転中心誤差)を算出し、補正回転中心誤差補償量算出部3533が、その補正回転中心誤差とS14で出力された回転ブレ補正量(θ)とに基づいて、下記式(1)を用いて、補正回転中心誤差を補償するための、X方向及びY方向の補正回転中心誤差補償量(Xc,Yc)を算出する(S15)。   Subsequently, the corrected rotation center error calculation unit 3532 calculates a positional shift amount (corrected rotation center error) between the optical center position (Xo, Yo) acquired in S11 and the rotation center position (Xr, Yr) of the image sensor 32. Based on the corrected rotation center error and the rotation blur correction amount (θ) output in S14, the corrected rotation center error compensation amount calculation unit 3533 calculates the corrected rotation center error using the following equation (1). The correction rotation center error compensation amount (Xc, Yc) in the X direction and the Y direction for compensating for is calculated (S15).

続いて、目標駆動位置算出部3534は、S15で算出されたX方向及びY方向の補正回転中心誤差補償量(Xc,Yc)と、S14で出力された回転ブレ補正量(θ)とに基づいて、像ブレを打ち消す方向に撮像素子32を移動させるための、撮像素子駆動部33の目標駆動位置(X1,X2,Y)を算出する(S16)。   Subsequently, the target drive position calculation unit 3534 is based on the corrected rotational center error compensation amount (Xc, Yc) in the X and Y directions calculated in S15 and the rotational shake correction amount (θ) output in S14. The target drive position (X1, X2, Y) of the image sensor drive unit 33 for moving the image sensor 32 in the direction to cancel the image blur is calculated (S16).

続いて、モータドライバ354は、S16で算出された撮像素子駆動部33の目標駆動位置(X1,X2,Y)に基づいて、撮像素子駆動部33のX1駆動部331、X2駆動部332、及びY駆動部333の各々に駆動パルスを出力する(S17)。これにより、X1駆動部331、X2駆動部332、及びY駆動部333が目標駆動位置へ駆動し、像ブレ補正が行われる。   Subsequently, the motor driver 354, based on the target drive position (X1, X2, Y) of the image sensor drive unit 33 calculated in S16, the X1 drive unit 331, the X2 drive unit 332 of the image sensor drive unit 33, and A drive pulse is output to each of the Y drive units 333 (S17). As a result, the X1 driving unit 331, the X2 driving unit 332, and the Y driving unit 333 are driven to the target driving position, and image blur correction is performed.

続いて、ブレ補正マイコン35は、像ブレ補正終了か否か(システムコントローラ34からブレ補正終了指示信号を受信したか否か)を判定し(S18)、その判定結果がNoの場合には処理がS11へ戻る。但し、前回のS11の処理時に対して光学系21の位置に変化がなければ、光学系21の光学中心位置にも変化がないことから、処理がS11ではなくS12へ戻るようにしてもよい。   Subsequently, the blur correction microcomputer 35 determines whether or not the image blur correction is completed (whether or not the blur correction end instruction signal is received from the system controller 34) (S18), and processing is performed when the determination result is No. Returns to S11. However, if there is no change in the position of the optical system 21 with respect to the previous processing of S11, the optical center position of the optical system 21 does not change, so the processing may return to S12 instead of S11.

一方、S18の判定結果がYesの場合には、本動作が終了する。
以上、本実施形態に係るカメラ1によれば、当該カメラ1の設計や製造上の制約(例えば精度等)から光学系21の光学中心と撮像素子32の回転中心(撮像面中心)とが一致していない場合であっても、カメラ1のロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレを正確に補正することができる。
On the other hand, if the determination result in S18 is Yes, this operation ends.
As described above, according to the camera 1 according to the present embodiment, the optical center of the optical system 21 and the rotation center (imaging surface center) of the imaging element 32 are equal to each other due to restrictions (for example, accuracy) in designing and manufacturing the camera 1. Even if it is not done, it is possible to accurately correct the image blur caused by the posture change of the camera 1 in the roll direction.

<第2の実施形態>
第2の実施形態に係るカメラ1は、当該カメラ1のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレを補正する機能を備えたカメラである。
図9は、本実施形態に係るカメラ1の構成例を示す図である。
<Second Embodiment>
The camera 1 according to the second embodiment is a camera having a function of correcting image blur caused by a change in posture of the camera 1 in the yaw direction, the pitch direction, and the roll direction.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the camera 1 according to the present embodiment.

なお、本実施形態に係るカメラ1において、第1の実施形態に係るカメラ1と同一の構成要素については同一の符号を付して説明する。
図9に示したように、本実施形態に係るカメラ1は、第1の実施形態にカメラ1と同様に、交換レンズ2がカメラ本体3に装着された構成を有し、接点4を介して両者間の通信が可能である。
Note that in the camera 1 according to the present embodiment, the same components as those of the camera 1 according to the first embodiment will be described with the same reference numerals.
As shown in FIG. 9, the camera 1 according to the present embodiment has a configuration in which the interchangeable lens 2 is attached to the camera body 3 in the first embodiment, like the camera 1, and is connected via the contact 4. Communication between the two is possible.

交換レンズ2は、光学系21、LCU22、光学系駆動部23、Yaw角速度センサ24a、及びPitch角速度センサ24bを含む。
光学系21は、図示しないフォーカスレンズ、ズームレンズ、及び像ブレ補正用のレンズ群(以下「補正レンズ」という)を含む。
The interchangeable lens 2 includes an optical system 21, an LCU 22, an optical system driving unit 23, a Yaw angular velocity sensor 24a, and a Pitch angular velocity sensor 24b.
The optical system 21 includes a focus lens, a zoom lens, and an image blur correction lens group (hereinafter referred to as “correction lens”) not shown.

光学系駆動部23は、LCU22の制御の下、光学系21に含まれるフォーカスレンズやズームレンズを光軸方向に移動させると共に、光学系21に含まれる補正レンズを光軸方向に対して直交する方向に並進移動させる。これにより、フォーカシングやズーミングが行われると共に、光学系21の光軸方向のシフトが行われる。   The optical system drive unit 23 moves the focus lens and the zoom lens included in the optical system 21 in the optical axis direction under the control of the LCU 22, and the correction lens included in the optical system 21 is orthogonal to the optical axis direction. Translate in the direction. Thereby, focusing and zooming are performed, and the optical axis direction of the optical system 21 is shifted.

LCU22は、接点4を介してシステムコントローラ34と通信すると共に、交換レンズ2の全体動作を制御する。例えば、LCU22は、システムコントローラ34と協働して光学系駆動部23を制御することにより、フォーカシングやズーミングを制御する。また、例えば、LCU22は、システムコントローラ34から送信されたブレ補正の開始、終了の指示信号を受信する。また、例えば、LCU22は、システムコントローラ34から送信された撮像素子32の回転中心位置(撮像面中心位置)やロール方向の回転ブレ補正量を受信する。また、例えば、LCU22は、撮像素子32の回転中心位置と、ロール方向の回転ブレ補正量と、Yaw角速度センサ24aの出力と、Pitch角速度センサ24bの出力とに基づいて、像ブレを打ち消す方向に補正レンズを移動させるように光学系駆動部23を制御する。また、例えば、LCU22は、光学系21の位置を監視し、その光学系21の位置から光学系21の光学中心位置を求める。   The LCU 22 communicates with the system controller 34 via the contact 4 and controls the overall operation of the interchangeable lens 2. For example, the LCU 22 controls focusing and zooming by controlling the optical system driving unit 23 in cooperation with the system controller 34. Further, for example, the LCU 22 receives a start / end instruction signal for shake correction transmitted from the system controller 34. For example, the LCU 22 receives the rotation center position (imaging surface center position) of the image sensor 32 and the rotation blur correction amount in the roll direction transmitted from the system controller 34. For example, the LCU 22 cancels image blur based on the rotational center position of the image sensor 32, the rotational blur correction amount in the roll direction, the output of the Yaw angular velocity sensor 24a, and the output of the Pitch angular velocity sensor 24b. The optical system drive unit 23 is controlled to move the correction lens. For example, the LCU 22 monitors the position of the optical system 21 and obtains the optical center position of the optical system 21 from the position of the optical system 21.

なお、本実施形態に係るカメラ1では、光学系21に含まれる補正レンズの移動により光学系21の光学中心がシフトすることから、光学系21の光学中心と撮像素子32の撮像面中心とが必ずしも一致しない。そこで、LCU22は、光学系21の位置から光学中心位置を求めるようにしている。このときの光学中心位置の求め方としては、第1の実施形態に係るカメラ1と同様に、例えば、設計や製造の段階において、光学系21の各位置での光学中心位置を予め測定しておき、その両者の関係を近似式又はテーブルとしてLCU22が保持するように構成し、その近似式又はテーブルを基に光学系21の位置から光学中心位置を求める方法がある。   In the camera 1 according to the present embodiment, the optical center of the optical system 21 is shifted by the movement of the correction lens included in the optical system 21, so that the optical center of the optical system 21 and the center of the imaging surface of the image sensor 32 are located. Does not necessarily match. Therefore, the LCU 22 obtains the optical center position from the position of the optical system 21. As a method for obtaining the optical center position at this time, in the same way as the camera 1 according to the first embodiment, for example, the optical center position at each position of the optical system 21 is measured in advance at the design or manufacturing stage. Alternatively, there is a method in which the LCU 22 holds the relationship between the two as an approximate expression or table, and the optical center position is obtained from the position of the optical system 21 based on the approximate expression or table.

LCU22は、その他、例えば、図示しない絞りの制御等も行う。なお、本実施形態に係るLCU22の詳細については、図11を用いて後述する。
Yaw角速度センサ24aは、ヨー方向の回転角速度を検出する。
In addition, the LCU 22 also performs control of a diaphragm (not shown), for example. Details of the LCU 22 according to the present embodiment will be described later with reference to FIG.
The Yaw angular velocity sensor 24a detects the rotational angular velocity in the yaw direction.

Pitch角速度センサ24bは、ピッチ方向の回転角速度を検出する。
なお、本実施形態に係るカメラ1において、Yaw角速度センサ24a、Pitch角速度センサ24b、及びRoll角速度センサ36は、同一の構成を有する角速度センサとするが、回転角速度の検出方向の違いにより実装方向が異なっている。
The pitch angular velocity sensor 24b detects a rotational angular velocity in the pitch direction.
In the camera 1 according to the present embodiment, the Yaw angular velocity sensor 24a, the Pitch angular velocity sensor 24b, and the Roll angular velocity sensor 36 are angular velocity sensors having the same configuration, but the mounting direction depends on the detection direction of the rotational angular velocity. Is different.

カメラ本体3は、第1の実施形態に係るカメラ1と同様に、シャッター31、撮像素子32、撮像素子駆動部33、システムコントローラ34、ブレ補正マイコン35、Roll角速度センサ36、及びSW(スイッチ)部37を含む。   As with the camera 1 according to the first embodiment, the camera body 3 includes a shutter 31, an image sensor 32, an image sensor drive unit 33, a system controller 34, a shake correction microcomputer 35, a Roll angular velocity sensor 36, and an SW (switch). Part 37 is included.

シャッター31、撮像素子32、Roll角速度センサ36、及びSW部37は、第1の実施形態に係るカメラ1と同様であるので、ここでは説明を省略する。
撮像素子駆動部33は、撮像素子32を支持する構成を有し、ブレ補正マイコン35の制御の下に、撮像素子32の撮像面中心を回転中心として撮像素子32を回転移動させる。この場合、撮像素子駆動部33は、例えば、図5に示したものからY駆動部333を省いたものとしてもよい。この場合は、Y駆動部333が省かれた分、撮像素子32の回転移動範囲を広げることができる。
Since the shutter 31, the image sensor 32, the Roll angular velocity sensor 36, and the SW unit 37 are the same as those of the camera 1 according to the first embodiment, description thereof is omitted here.
The image sensor drive unit 33 has a configuration that supports the image sensor 32, and rotates the image sensor 32 about the center of the imaging surface of the image sensor 32 as a rotation center under the control of the blur correction microcomputer 35. In this case, for example, the image sensor drive unit 33 may omit the Y drive unit 333 from the one shown in FIG. In this case, the rotational movement range of the image sensor 32 can be expanded by the amount that the Y drive unit 333 is omitted.

システムコントローラ34は、接点4を介してのLCU22との通信及びブレ補正マイコン35との通信を行うと共に、カメラ本体3及びカメラ1の全体動作を制御する。例えば、システムコントローラ34は、LCU22と協働してフォーカシングやズーミングを制御する。また、例えば、システムコントローラ34は、シャッター31及び撮像素子32を制御する。また、例えば、システムコントローラ34は、撮像素子32から映像信号を読み出し、それを所定の形式の画像データに変換する。また、例えば、システムコントローラ34は、ブレ補正マイコン35から送信された撮像素子32の回転中心位置(撮像面中心位置)やロール方向の回転ブレ補正量を受信し、それらをLCU22に送信する。また、例えば、システムコントローラ34は、ブレ補正の開始、終了の指示信号をブレ補正マイコン35及びLCU22に送信する。また、例えば、システムコントローラ34は、SW部37から送信された指示信号を受信し、その指示信号に応じた処理(例えば撮影指示信号に応じた撮影処理)を行う。   The system controller 34 communicates with the LCU 22 through the contact 4 and communicates with the shake correction microcomputer 35 and controls the overall operation of the camera body 3 and the camera 1. For example, the system controller 34 controls focusing and zooming in cooperation with the LCU 22. For example, the system controller 34 controls the shutter 31 and the image sensor 32. Further, for example, the system controller 34 reads a video signal from the image sensor 32 and converts it into image data of a predetermined format. For example, the system controller 34 receives the rotational center position (imaging surface center position) of the image sensor 32 and the rotational blur correction amount in the roll direction transmitted from the blur correction microcomputer 35, and transmits them to the LCU 22. Further, for example, the system controller 34 transmits a shake correction start / end instruction signal to the shake correction microcomputer 35 and the LCU 22. Further, for example, the system controller 34 receives the instruction signal transmitted from the SW unit 37 and performs processing according to the instruction signal (for example, imaging processing according to the imaging instruction signal).

ブレ補正マイコン35は、システムコントローラ34から送信されたブレ補正の開始、終了の指示信号を受信する。また、ブレ補正マイコン35は、Roll角速度センサ36の出力に基づいて、像ブレを打ち消す方向に撮像素子32を回転移動させるように撮像素子駆動部33を制御する。また、ブレ補正マイコン35は、撮像素子32の回転中心位置やロール方向の回転ブレ補正量をシステムコントローラ34に送信する。   The shake correction microcomputer 35 receives the start and end instruction signals for shake correction transmitted from the system controller 34. Further, the blur correction microcomputer 35 controls the image sensor driving unit 33 so as to rotationally move the image sensor 32 in a direction to cancel the image blur based on the output of the Roll angular velocity sensor 36. Further, the blur correction microcomputer 35 transmits the rotation center position of the image sensor 32 and the rotational blur correction amount in the roll direction to the system controller 34.

図10は、本実施形態に係るブレ補正マイコン35の内部構成例を示す図である。
図10に示したように、ブレ補正マイコン35は、第1の実施形態に係るカメラ1と同様に、ADC351、通信部352、補正量算出部353、及びモータドライバ354を含む。
FIG. 10 is a diagram illustrating an internal configuration example of the shake correction microcomputer 35 according to the present embodiment.
As illustrated in FIG. 10, the shake correction microcomputer 35 includes an ADC 351, a communication unit 352, a correction amount calculation unit 353, and a motor driver 354, similar to the camera 1 according to the first embodiment.

ADC351は、第1の実施形態に係るカメラ1と同様であるので、ここでは説明を省略する。
通信部352は、システムコントローラ34と通信を行う。例えば、通信部352は、システムコントローラ34から送信されたブレ補正の開始、終了の指示信号を受信する。また、例えば、通信部352は、撮像素子32の回転中心位置(撮像面中心位置)やRoll補正量算出部3531の算出結果(回転ブレ補正量)をシステムコントローラ34に送信する。
Since the ADC 351 is the same as the camera 1 according to the first embodiment, the description thereof is omitted here.
The communication unit 352 communicates with the system controller 34. For example, the communication unit 352 receives a start / end instruction signal for shake correction transmitted from the system controller 34. For example, the communication unit 352 transmits the rotation center position (imaging surface center position) of the image sensor 32 and the calculation result (rotation blur correction amount) of the Roll correction amount calculation unit 3531 to the system controller 34.

補正量算出部353は、ADC351の出力に基づいて、像ブレを打ち消す方向に撮像素子32を回転移動させるための、撮像素子駆動部33の目標駆動位置(θ)を算出する。   Based on the output of the ADC 351, the correction amount calculation unit 353 calculates a target drive position (θ) of the image sensor drive unit 33 for rotationally moving the image sensor 32 in a direction to cancel image blur.

より詳しくは、補正量算出部353は、Roll補正量算出部3531及び目標駆動位置算出部3535を含み、その各部が次のような処理を行う。
Roll補正量算出部3531は、第1の実施形態に係るカメラ1と同様であるので、ここでは説明を省略する。
More specifically, the correction amount calculation unit 353 includes a Roll correction amount calculation unit 3531 and a target drive position calculation unit 3535, each of which performs the following processing.
Since the Roll correction amount calculation unit 3531 is the same as that of the camera 1 according to the first embodiment, the description thereof is omitted here.

目標駆動位置算出部3535は、Roll補正量算出部3531の算出結果(回転ブレ補正量)に基づいて、像ブレを打ち消す方向に撮像素子32を回転移動させるための、撮像素子駆動部33の目標駆動位置(θ)を算出する。   The target drive position calculation unit 3535 is a target of the image sensor drive unit 33 for rotationally moving the image sensor 32 in a direction to cancel image blur based on the calculation result (rotation blur correction amount) of the Roll correction amount calculation unit 3531. The drive position (θ) is calculated.

モータドライバ354は、目標駆動位置算出部3534の算出結果(撮像素子駆動部33の目標駆動位置)に応じて、撮像素子駆動部33に駆動パルスを出力する。
図11は、本実施形態に係るLCU22の内部構成例を示す図である。
The motor driver 354 outputs a drive pulse to the image sensor driving unit 33 in accordance with the calculation result of the target drive position calculating unit 3534 (target drive position of the image sensor driving unit 33).
FIG. 11 is a diagram illustrating an internal configuration example of the LCU 22 according to the present embodiment.

図11に示したように、LCU22は、ADC221a、ADC221b、通信部222、補正量算出部223、及びモータドライバ224を含む。
ADC221aは、Yaw角速度センサ24aの出力信号であるアナログ信号を所定のサンプリングレートで逐次デジタル信号に変換して出力する。
As shown in FIG. 11, the LCU 22 includes an ADC 221a, an ADC 221b, a communication unit 222, a correction amount calculation unit 223, and a motor driver 224.
The ADC 221a sequentially converts an analog signal that is an output signal of the Yaw angular velocity sensor 24a into a digital signal at a predetermined sampling rate, and outputs the digital signal.

ADC221bは、Pitch角速度センサ24bの出力信号であるアナログ信号を所定のサンプリングレートで逐次デジタル信号に変換して出力する。
通信部222は、システムコントローラ34と通信を行う。例えば、通信部222は、システムコントローラ34から送信されたブレ補正の開始、終了の指示信号を受信する。また、例えば、通信部352は、システムコントローラ34から送信された撮像素子32の回転中心位置(撮像面中心位置)やロール方向の回転ブレ補正量を受信する。
The ADC 221b sequentially converts an analog signal that is an output signal of the pitch angular velocity sensor 24b into a digital signal at a predetermined sampling rate, and outputs the digital signal.
The communication unit 222 communicates with the system controller 34. For example, the communication unit 222 receives a start / end instruction signal for shake correction transmitted from the system controller 34. For example, the communication unit 352 receives the rotational center position (imaging surface center position) of the image sensor 32 and the rotational blur correction amount in the roll direction transmitted from the system controller 34.

補正量算出部223は、ADC221aの出力と、ADC221bの出力と、通信部222が受信した撮像素子32の回転中心位置(撮像面中心位置)及びロール方向の回転ブレ補正量とに基づいて、像ブレを打ち消す方向に補正レンズを移動させるための、光学系駆動部23の目標駆動位置(Xt,Yt)を算出する。   Based on the output of the ADC 221a, the output of the ADC 221b, the rotation center position (imaging surface center position) of the image sensor 32 and the rotation blur correction amount in the roll direction received by the communication unit 222, the correction amount calculation unit 223 The target drive position (Xt, Yt) of the optical system drive unit 23 for moving the correction lens in the direction to cancel the blur is calculated.

より詳しくは、補正量算出部223は、Yaw変位量算出部2231a、Pitch変位量算出部2231b、Yaw/Pitch補正量算出部2232、補正回転中心誤差算出部2233、補正回転中心誤差補償量算出部2234、目標位置算出部2235、及び目標位置変換部2236を含み、その各部が次のような処理を行う。   More specifically, the correction amount calculation unit 223 includes a Yaw displacement amount calculation unit 2231a, a Pitch displacement amount calculation unit 2231b, a Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232, a corrected rotation center error calculation unit 2233, and a correction rotation center error compensation amount calculation unit. 2234, the target position calculation part 2235, and the target position conversion part 2236, and each part performs the following processes.

Yaw変位量算出部2231aは、ADC221aの出力に基づいて、ブレ補正開始からのヨー方向の角度変位量を算出する。
Pitch変位量算出部2231bは、ADC221bの出力に基づいて、ブレ補正開始からのピッチ方向の角度変位量を算出する。
The Yaw displacement amount calculation unit 2231a calculates the angular displacement amount in the yaw direction from the start of blur correction based on the output of the ADC 221a.
The pitch displacement amount calculation unit 2231b calculates an angular displacement amount in the pitch direction from the start of blur correction based on the output of the ADC 221b.

Yaw/Pitch補正量算出部2232は、Yaw変位量算出部2231aの算出結果(ヨー方向の角度変位量)と光学系21の焦点距離とに基づいて、ブレ補正開始からのX方向の像面移動量を算出し、それをX方向のブレ補正量として出力する。また、Yaw/Pitch補正量算出部2232は、それと共に、Pitch変位量算出部2231bの算出結果(ピッチ方向の角度変位量)と光学系21の焦点距離とに基づいて、ブレ補正開始からのY方向の像面移動量を算出し、それをY方向のブレ補正量として出力する。   The Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232 moves the image plane in the X direction from the start of blur correction based on the calculation result (the angular displacement amount in the yaw direction) of the Yaw displacement amount calculation unit 2231a and the focal length of the optical system 21. The amount is calculated and output as a blur correction amount in the X direction. In addition, the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232, together with that, based on the calculation result (angle displacement amount in the pitch direction) of the pitch displacement amount calculation unit 2231b and the focal length of the optical system 21, the Y from the start of blur correction. The amount of image plane movement in the direction is calculated and output as the amount of blur correction in the Y direction.

なお、Yaw変位量算出部2231a、Pitch変位量算出部2231b、及びYaw/Pitch補正量算出部2232の詳細については、図12を用いて後述する。
補正回転中心誤差算出部2233は、通信部352が受信した撮像素子32の回転中心位置を、Yaw/Pitch補正量算出部2232により算出されたX方向及びY方向のブレ補正量の分だけ移動させた位置と、光学系21の光学中心位置との位置ズレ量(補正回転中心誤差)を算出する。
Details of the Yaw displacement amount calculation unit 2231a, the Pitch displacement amount calculation unit 2231b, and the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232 will be described later with reference to FIG.
The correction rotation center error calculation unit 2233 moves the rotation center position of the image sensor 32 received by the communication unit 352 by the shake correction amount in the X direction and the Y direction calculated by the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232. The positional deviation amount (corrected rotation center error) between the measured position and the optical center position of the optical system 21 is calculated.

補正回転中心誤差補償量算出部2234は、補正回転中心誤差算出部2233の算出結果(補正回転中心誤差)と、通信部352が受信したロール方向の回転ブレ補正量とに基づいて、補正回転中心誤差を補償するための、X方向及びY方向の補正回転中心誤差補償量(Xc,Yc)を算出する。なお、この算出方法の詳細については、後述する図13のS35の説明の中で述べる。   The correction rotation center error compensation amount calculation unit 2234 is based on the calculation result (correction rotation center error) of the correction rotation center error calculation unit 2233 and the rotation blur correction amount in the roll direction received by the communication unit 352. A correction rotation center error compensation amount (Xc, Yc) in the X direction and the Y direction for compensating the error is calculated. The details of this calculation method will be described in the description of S35 in FIG.

目標位置算出部2235は、Yaw/Pitch補正量算出部2232の算出結果(X方向及びY方向のブレ補正量)と補正回転中心誤差補償量算出部2234の算出結果(X方向及びY方向の補正回転中心誤差補償量)とを加算し、像ブレを打ち消す方向に補正レンズを移動させるための、補正レンズの目標位置(Xa,Ya)を算出する。なお、この算出方法の詳細については、後述する図13のS36の説明の中で述べる。   The target position calculation unit 2235 calculates the calculation result of the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232 (blur correction amount in the X direction and Y direction) and the calculation result of the correction rotation center error compensation amount calculation unit 2234 (correction in the X direction and Y direction). And the target position (Xa, Ya) of the correction lens for moving the correction lens in the direction to cancel the image blur is calculated. Details of this calculation method will be described in the description of S36 of FIG.

目標位置変換部2236は、目標位置算出部2235の算出結果(補正レンズの目標位置)を、光学系駆動部23の目標駆動位置(Xt,Yt)に変換する。
モータドライバ224は、目標位置変換部2236の算出結果(光学系駆動部23の目標駆動位置)に応じて、光学系駆動部23に駆動パルスを出力する。
The target position conversion unit 2236 converts the calculation result (target position of the correction lens) of the target position calculation unit 2235 into the target drive position (Xt, Yt) of the optical system drive unit 23.
The motor driver 224 outputs a drive pulse to the optical system drive unit 23 according to the calculation result of the target position conversion unit 2236 (target drive position of the optical system drive unit 23).

図12は、Yaw変位量算出部2231a、Pitch変位量算出部2231b、及びYaw/Pitch補正量算出部2232の構成例を示す図である。
図12に示したように、Yaw変位量算出部2231a、Pitch変位量算出部2231b、及びYaw/Pitch補正量算出部2232は、積分器22311a、積分器22311b、乗算器22321a、及び乗算器22321bを含む。なお、積分器22311aは、Yaw変位量算出部2231aに含まれ、積分器22311bは、Pitch変位量算出部2231bに含まれ、乗算器22321a、22321bは、Yaw/Pitch補正量算出部2232に含まれる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the Yaw displacement amount calculation unit 2231a, the Pitch displacement amount calculation unit 2231b, and the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232.
As shown in FIG. 12, the Yaw displacement amount calculation unit 2231a, the Pitch displacement amount calculation unit 2231b, and the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232 include an integrator 22311a, an integrator 22311b, a multiplier 22321a, and a multiplier 22321b. Including. The integrator 22231a is included in the Yaw displacement amount calculation unit 2231a, the integrator 22311b is included in the Pitch displacement amount calculation unit 2231b, and the multipliers 22321a and 22321b are included in the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232. .

積分器22311aは、ADC221aの出力を時間積分して、ブレ補正開始からのヨー方向の角度変位量を算出する。
乗算器22321aは、積分器22311aの算出結果(ブレ補正開始からのヨー方向の角度変位量)と光学系21の焦点距離とを乗算して、ブレ補正開始からのX方向の像面移動量を算出し、それをX方向のブレ補正量として出力する。
The integrator 22311a time-integrates the output of the ADC 221a and calculates the angular displacement amount in the yaw direction from the start of blur correction.
The multiplier 22321a multiplies the calculation result of the integrator 22311a (the angular displacement amount in the yaw direction from the start of blur correction) and the focal length of the optical system 21, and calculates the image plane movement amount in the X direction from the start of blur correction. This is calculated and output as a blur correction amount in the X direction.

積分器22311bは、ADC221bの出力を時間積分して、ブレ補正開始からのピッチ方向の角度変位量を算出する。
乗算器22321bは、積分器22311bの算出結果(ブレ補正開始からのピッチ方向の角度変位量)と光学系21の焦点距離とを乗算して、ブレ補正開始からのY方向の像面移動量を算出し、それをY方向のブレ補正量として出力する。
The integrator 22311b time-integrates the output of the ADC 221b and calculates the amount of angular displacement in the pitch direction from the start of blur correction.
The multiplier 22321b multiplies the calculation result of the integrator 22311b (the angular displacement amount in the pitch direction from the start of blur correction) and the focal length of the optical system 21, and calculates the image plane movement amount in the Y direction from the start of the blur correction. This is calculated and output as a blur correction amount in the Y direction.

なお、以上のように構成された本実施形態に係るカメラ1において、カメラ1は撮像装置の一例である。光学系21は、被写体像を結像する光学系の一例である。撮像素子32は、光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子の一例である。光学系駆動部23及び撮像素子駆動部33は、光学系に含まれる像ブレ補正用レンズの並進移動及び撮像素子の回転移動を行わせる駆動部の一例である。Roll角速度センサ36は、光学系の光軸方向を回転軸とする回転角速度を検出する第1の角速度検出部の一例である。LCU22及びブレ補正マイコン35は、第1の角速度検出部により検出された回転角速度と、光学系の光学中心位置と、撮像素子の回転中心位置とに基づいて、像ブレが補正されるように駆動部を制御する像ブレ補正制御部の一例である。   In the camera 1 according to the present embodiment configured as described above, the camera 1 is an example of an imaging device. The optical system 21 is an example of an optical system that forms a subject image. The image sensor 32 is an example of an image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by an optical system. The optical system driving unit 23 and the imaging element driving unit 33 are an example of a driving unit that performs translational movement of an image blur correction lens included in the optical system and rotational movement of the imaging element. The Roll angular velocity sensor 36 is an example of a first angular velocity detector that detects a rotational angular velocity with the optical axis direction of the optical system as a rotation axis. The LCU 22 and the blur correction microcomputer 35 are driven so that the image blur is corrected based on the rotation angular velocity detected by the first angular velocity detection unit, the optical center position of the optical system, and the rotation center position of the image sensor. 3 is an example of an image blur correction control unit that controls the unit.

また、Yaw角速度センサ24aは、光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第2の角速度検出部の一例である。Pitch角速度センサ24bは、第1の方向に対して直交する第2の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第3の角速度検出部の一例である。Roll補正量算出部3531は、第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて第1の像ブレ補正量を算出する第1の像ブレ補正量算出部の一例である。Yaw変位量算出部2231a、Pitch変位量算出部2231b、及びYaw/Pitch補正量算出部2232は、第2の角速度検出部により検出された回転角速度と光学系の焦点距離とに基づいて第2の像ブレ補正量を算出し、第3の角速度検出部により検出された回転角速度と光学系の焦点距離とに基づいて第3の像ブレ補正量を算出する第2の像ブレ補正量算出部の一例である。補正回転中心誤差算出部2233は、撮像素子の回転中心位置を、第2の像ブレ補正量算出部により算出された第2の像ブレ補正量及び第3の像ブレ補正量の分だけ移動させた位置と、光学系の光学中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部の一例である。補正回転中心誤差補償量算出部2234は、第1の像ブレ補正量算出部により算出された第1の像ブレ補正量と、位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量とに基づいて、第1の方向の位置ズレ補償量及び第2の方向の位置ズレ補償量を算出する位置ズレ補償量算出部の一例である。なお、LCU22及びブレ補正マイコン35は、第1の像ブレ補正量算出部により算出された第1の像ブレ補正量と、第2の像ブレ補正量算出部により算出された第2の像ブレ補正量及び第3の像ブレ補正量と、位置ズレ補償量算出部により算出された第1の方向の位置ズレ補償量及び第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する像ブレ補正制御部の一例でもある。   The Yaw angular velocity sensor 24a is an example of a second angular velocity detector that detects a rotational angular velocity with a first direction orthogonal to the optical axis direction of the optical system as a rotation axis. The Pitch angular velocity sensor 24b is an example of a third angular velocity detector that detects a rotational angular velocity having a second direction orthogonal to the first direction as a rotation axis. The Roll correction amount calculation unit 3531 is an example of a first image blur correction amount calculation unit that calculates a first image blur correction amount based on the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detection unit. The Yaw displacement amount calculation unit 2231a, the Pitch displacement amount calculation unit 2231b, and the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232 are based on the rotation angular velocity detected by the second angular velocity detection unit and the focal length of the optical system. An image blur correction amount calculating unit that calculates an image blur correction amount and calculates a third image blur correction amount based on the rotational angular velocity detected by the third angular velocity detection unit and the focal length of the optical system. It is an example. The correction rotation center error calculation unit 2233 moves the rotation center position of the image sensor by the amount of the second image blur correction amount and the third image blur correction amount calculated by the second image blur correction amount calculation unit. 2 is an example of a positional deviation amount calculation unit that calculates a positional deviation amount between the position and the optical center position of the optical system. The corrected rotation center error compensation amount calculation unit 2234 is based on the first image blur correction amount calculated by the first image blur correction amount calculation unit and the position shift amount calculated by the position shift amount calculation unit. It is an example of a position shift compensation amount calculation unit that calculates a position shift compensation amount in a first direction and a position shift compensation amount in a second direction. Note that the LCU 22 and the blur correction microcomputer 35 include the first image blur correction amount calculated by the first image blur correction amount calculation unit and the second image blur correction amount calculated by the second image blur correction amount calculation unit. Image blur is corrected based on the correction amount and the third image blur correction amount, and the position shift compensation amount in the first direction and the position shift compensation amount in the second direction calculated by the position shift compensation amount calculation unit. It is also an example of an image blur correction control unit that controls the drive unit.

次に、本実施形態に係るカメラ1の像ブレ補正動作について説明する。
図13は、その動作の一例を示すフローチャートである。
なお、本動作は、システムコントローラ34から送信されたブレ補正開始指示信号をブレ補正マイコン35及びLCU22が受信すると開始する動作である。また、図13において、左側はブレ補正マイコン35の制御動作を示し、右側はLCU22の制御動作を示している。
Next, an image blur correction operation of the camera 1 according to the present embodiment will be described.
FIG. 13 is a flowchart showing an example of the operation.
This operation is started when the shake correction microcomputer 35 and the LCU 22 receive the shake correction start instruction signal transmitted from the system controller 34. In FIG. 13, the left side shows the control operation of the blur correction microcomputer 35, and the right side shows the control operation of the LCU 22.

図13に示したように、本動作が開始すると、ブレ補正マイコン35では、Roll角速度センサ36によって検出され(S21)、ADC351によってデジタル信号に変換されたロール方向の回転角速度に基づいて、Roll補正量算出部3531が、ブレ補正開始からのロール方向の角度変位量を算出し(S22)、その角度変位量をロール方向の回転ブレ補正量(θ)として出力する(S23)。   As shown in FIG. 13, when this operation is started, the blur correction microcomputer 35 detects the roll angular velocity sensor 36 (S21), and performs roll correction based on the rotational angular velocity in the roll direction converted into a digital signal by the ADC 351. The amount calculation unit 3531 calculates an angular displacement amount in the roll direction from the start of blur correction (S22), and outputs the angular displacement amount as a rotational blur correction amount (θ) in the roll direction (S23).

続いて、ブレ補正マイコン35は、そのロール方向の回転ブレ補正量(θ)と撮像素子32の回転中心位置(撮像面中心位置)(Xr,Yr)を、システムコントローラ34を介してLCU22に送信する(S24)。   Subsequently, the blur correction microcomputer 35 transmits the rotational blur correction amount (θ) in the roll direction and the rotation center position (imaging surface center position) (Xr, Yr) of the image sensor 32 to the LCU 22 via the system controller 34. (S24).

続いて、目標駆動位置算出部3535は、S23で出力された回転ブレ補正量(θ)に基づいて、像ブレを打ち消す方向に撮像素子32を回転移動させるための、撮像素子駆動部33の目標駆動位置(θ)を算出する(S25)。   Subsequently, the target drive position calculation unit 3535 uses the target of the image sensor drive unit 33 to rotationally move the image sensor 32 in a direction to cancel image blur based on the rotational blur correction amount (θ) output in S23. The drive position (θ) is calculated (S25).

続いて、モータドライバ354は、S25で算出された撮像素子駆動部33の目標駆動位置(θ)に応じて、撮像素子駆動部33に駆動パルスを出力する(S26)。これにより、撮像素子駆動部33が目標駆動位置へ駆動し、回転ブレ補正が行われる。   Subsequently, the motor driver 354 outputs a drive pulse to the image sensor drive unit 33 according to the target drive position (θ) of the image sensor drive unit 33 calculated in S25 (S26). Thereby, the image sensor drive unit 33 is driven to the target drive position, and rotational blur correction is performed.

続いて、ブレ補正マイコン35は、像ブレ補正終了か否か(システムコントローラ34からブレ補正終了指示信号を受信したか否か)を判定し(S27)、その判定結果がNoの場合には処理がS21へ戻り、その判定結果がYesの場合には、ブレ補正マイコン35の制御動作が終了する。   Subsequently, the blur correction microcomputer 35 determines whether or not the image blur correction is completed (whether or not the blur correction end instruction signal is received from the system controller 34) (S27). If the determination result is No, the process is performed. Returns to S21, and when the determination result is Yes, the control operation of the blur correction microcomputer 35 is completed.

一方、LCU22では、光学系21の光学中心位置(Xo,Yo)と、S24でブレ補正マイコン35からシステムコントローラ34を介して送信されたロール方向の回転ブレ補正量(θ)及び撮像素子32の回転中心位置(Xr,Yr)を取得する(S31)。   On the other hand, in the LCU 22, the optical center position (Xo, Yo) of the optical system 21, the rotational shake correction amount (θ) in the roll direction transmitted from the shake correction microcomputer 35 via the system controller 34 in S 24, and the image sensor 32. The rotation center position (Xr, Yr) is acquired (S31).

続いて、Yaw角速度センサ24a及びPitch角速度センサ24bによって検出され(S32)、ADC221a及びADC221bによってデジタル信号に変換されたヨー方向及びピッチ方向の回転角速度に基づいて、Yaw変位量算出部2231a及びPitch変位量算出部2231bが、ブレ補正開始からのヨー方向及びピッチ方向の角度変位量を算出する(S33)。   Subsequently, based on the rotational angular velocities in the yaw and pitch directions detected by the Yaw angular velocity sensor 24a and the Pitch angular velocity sensor 24b (S32) and converted into digital signals by the ADC 221a and ADC 221b, the Yaw displacement amount calculation unit 2231a and the Pitch displacement are calculated. The amount calculation unit 2231b calculates the amount of angular displacement in the yaw direction and pitch direction from the start of blur correction (S33).

続いて、Yaw/Pitch補正量算出部2232は、S33で算出されたヨー方向の角度変位量と光学系21の焦点距離とに基づいて、ブレ補正開始からのX方向の像面移動量をX方向のブレ補正量(X)として算出すると共に、S33で算出されたピッチ方向の角度変位量と光学系21の焦点距離とに基づいて、ブレ補正開始からのY方向の像面移動量をY方向のブレ補正量(Y)として算出する(S34)。   Subsequently, the Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2232 calculates the image plane movement amount in the X direction from the start of the blur correction based on the angular displacement amount in the yaw direction calculated in S33 and the focal length of the optical system 21 as X. The amount of image plane movement in the Y direction from the start of blur correction is calculated based on the angular displacement amount in the pitch direction and the focal length of the optical system 21 calculated in S33. This is calculated as the direction blur correction amount (Y) (S34).

続いて、補正回転中心誤差算出部2233は、S31で取得された撮像素子32の回転中心位置(Xr,Yr)を、S34で算出されたX方向及びY方向のブレ補正量(X,Y)の分だけ移動させた位置と、光学系21の光学中心位置(Xo,Yo)との位置ズレ量(補正回転中心誤差)を算出し、補正回転中心誤差補償量算出部2234が、その補正回転中心誤差とS31で取得された回転ブレ補正量(θ)とに基づいて、下記式(2)を用いて、補正回転中心誤差を補償するための、X方向及びY方向の補正回転中心誤差補償量(Xc,Yc)を算出する(S35)。   Subsequently, the corrected rotation center error calculation unit 2233 uses the rotation center position (Xr, Yr) of the image sensor 32 acquired in S31 as the blur correction amount (X, Y) in the X direction and the Y direction calculated in S34. The amount of positional deviation (corrected rotation center error) between the position moved by this amount and the optical center position (Xo, Yo) of the optical system 21 is calculated, and the corrected rotation center error compensation amount calculation unit 2234 calculates the corrected rotation. Based on the center error and the rotational shake correction amount (θ) acquired in S31, the following equation (2) is used to compensate for the corrected rotation center error in the X direction and the Y direction to compensate for the corrected rotation center error. The amount (Xc, Yc) is calculated (S35).

続いて、目標位置算出部2235は、下記式(3)を用いて、S34で算出されたX方向及びY方向のブレ補正量(X,Y)とS35で算出されたX方向及びY方向の補正回転中心誤差補償量(Xc,Yc)とを加算し、像ブレを打ち消す方向に補正レンズを移動させるための、補正レンズの目標位置(Xa,Ya)を算出し、目標位置変換部2236が、その補正レンズの目標位置(Xa,Ya)を、光学系駆動部23の目標駆動位置(Xt,Yt)に変換する(S36)。   Subsequently, the target position calculation unit 2235 uses the following equation (3) to calculate the blur correction amount (X, Y) in the X direction and the Y direction calculated in S34 and the X direction and the Y direction calculated in S35. The correction rotation center error compensation amount (Xc, Yc) is added to calculate the target position (Xa, Ya) of the correction lens for moving the correction lens in the direction to cancel the image blur, and the target position conversion unit 2236 The target position (Xa, Ya) of the correction lens is converted to the target drive position (Xt, Yt) of the optical system drive unit 23 (S36).

続いて、モータドライバ224は、S36で変換された光学系駆動部23の目標駆動位置(Xt,Yt)に応じて、光学系駆動部23に駆動パルスを出力する(S37)。これにより、光学系駆動部23が目標駆動位置へ駆動し、Yaw/Pitch方向による角度ブレ補正と、Roll方向の回転ブレに伴うX方向、Y方向の補正回転中心誤差に伴う像ブレの補正が行われる。   Subsequently, the motor driver 224 outputs a drive pulse to the optical system drive unit 23 according to the target drive position (Xt, Yt) of the optical system drive unit 23 converted in S36 (S37). As a result, the optical system drive unit 23 is driven to the target drive position, and the angle shake correction in the Yaw / Pitch direction and the image shake correction due to the correction rotation center error in the X direction and the Y direction due to the rotation shake in the Roll direction are performed. Done.

続いて、LCU22は、像ブレ補正終了か否か(システムコントローラ34からブレ補正終了指示信号を受信したか否か)を判定し(S38)、その判定結果がNoの場合には処理がS31へ戻り、その判定結果がYesの場合には、LCU22の制御動作が終了する。   Subsequently, the LCU 22 determines whether or not image blur correction has ended (whether or not a blur correction end instruction signal has been received from the system controller 34) (S38). If the determination result is No, the process proceeds to S31. Returning, if the determination result is Yes, the control operation of the LCU 22 ends.

以上、本実施形態に係るカメラ1によれば、光学系21に含まれる補正レンズの移動により光学系21の光学中心がシフトして光学系21の光学中心と撮像素子32の撮像面中心とが一致していない場合であっても、カメラ1のヨー方向及びピッチ方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレは勿論のこと、カメラ1のロール方向の姿勢変化に伴って生じる像ブレを正確に補正することができる。   As described above, according to the camera 1 according to the present embodiment, the optical center of the optical system 21 is shifted by the movement of the correction lens included in the optical system 21 so that the optical center of the optical system 21 and the center of the imaging surface of the imaging element 32 are located. Even if they do not match, not only the image blur caused by the posture change of the camera 1 in the yaw direction and the pitch direction but also the image blur caused by the posture change of the camera 1 in the roll direction is corrected accurately. can do.

また、本実施形態に係るカメラ1では、撮像素子32の駆動機構として、撮像素子32を回転移動させる駆動機構のみを備えていればよいので、撮像素子32を並進移動させる駆動機構を備える必要がない分、撮像素子32の回転移動範囲を広げることができる。   In addition, since the camera 1 according to the present embodiment only needs to include a drive mechanism that rotates and moves the image sensor 32 as the drive mechanism of the image sensor 32, it is necessary to include a drive mechanism that translates the image sensor 32. Accordingly, the rotational movement range of the image sensor 32 can be expanded.

以上、第1及び第2の実施形態に係るカメラ1について説明したが、各実施形態に係るカメラ1は各種の変形が可能である。
例えば、第1の実施形態に係るカメラ1において、光学系21に含まれる1つのレンズ群が、フォーカスレンズ及びズームレンズの両方の役割を担うようにしてもよい。
The camera 1 according to the first and second embodiments has been described above, but the camera 1 according to each embodiment can be variously modified.
For example, in the camera 1 according to the first embodiment, one lens group included in the optical system 21 may serve as both a focus lens and a zoom lens.

また、例えば、第2の実施形態に係るカメラ1において、光学系21に含まれる1つのレンズ群が、フォーカスレンズ、ズームレンズ、及び補正レンズの2つ以上の役割を担うようにしてもよい。   For example, in the camera 1 according to the second embodiment, one lens group included in the optical system 21 may play two or more roles of a focus lens, a zoom lens, and a correction lens.

また、第1及び第2の各実施形態に係るカメラ1において、光学系21はズームレンズを含まないようにしてもよい。この場合、光学系駆動部23によるズームレンズの移動が不要になると共に、システムコントローラ34と協働して行われるLCU22によるズーミングの制御も不要になる。   In the camera 1 according to each of the first and second embodiments, the optical system 21 may not include a zoom lens. In this case, movement of the zoom lens by the optical system driving unit 23 is not necessary, and zooming control by the LCU 22 performed in cooperation with the system controller 34 is also unnecessary.

また、第1及び第2の各実施形態に係るカメラ1において、交換レンズ2は、手動によりフォーカシングやズーミングを行う構成としてもよい。この場合、光学系駆動部23によるフォーカスレンズやズームレンズの移動が不要になると共に、システムコントローラ34と協働して行われるLCU22によるフォーカシングやズーミングの制御も不要になる。   In the camera 1 according to each of the first and second embodiments, the interchangeable lens 2 may be configured to perform focusing and zooming manually. In this case, it is not necessary to move the focus lens and the zoom lens by the optical system driving unit 23, and it is not necessary to control focusing and zooming by the LCU 22 in cooperation with the system controller 34.

また、第1及び第2の各実施形態に係るカメラ1において、図示しない絞りの動作によっても光学系21の光学中心がシフトする場合には、その絞りの動作と光学系21の位置と光学系21の光学中心位置との関係を近似式やテーブルとしてLCU22が保持するように構成し、その近似式又はテーブルを基に、絞りの動作及び光学系21の位置から光学中心位置を求めるようにしてもよい。   Further, in the camera 1 according to each of the first and second embodiments, when the optical center of the optical system 21 is shifted by the operation of the diaphragm (not shown), the operation of the diaphragm, the position of the optical system 21, and the optical system The LCU 22 is configured to hold the relationship with the optical center position of 21 as an approximate expression or table, and the optical center position is obtained from the operation of the diaphragm and the position of the optical system 21 based on the approximate expression or table. Also good.

また、第1の実施形態に係るカメラ1において、カメラ本体3が更にYaw角速度センサ及びPitch角速度センサを備え、カメラ1のヨー方向及びピッチ方向の姿勢変化に伴う像ブレをも撮像素子駆動部33の駆動制御により補正するように、ブレ補正マイコン35を構成してもよい。   Further, in the camera 1 according to the first embodiment, the camera body 3 further includes a Yaw angular velocity sensor and a Pitch angular velocity sensor, and the image sensor driving unit 33 also detects image blur due to the posture change of the camera 1 in the yaw direction and the pitch direction. The blur correction microcomputer 35 may be configured to correct by the drive control.

以上、上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために本発明の具体例を示したものであり、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。   As mentioned above, the embodiment described above shows a specific example of the present invention in order to facilitate understanding of the invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. The present invention can be variously modified and changed without departing from the concept of the present invention defined in the claims.

1 カメラ
2 交換レンズ
3 カメラ本体
4 接点
21 光学系
22 LCU
23 光学系駆動部
24a Yaw角速度センサ
24b Pitch角速度センサ
31 シャッター
32 撮像素子
33 撮像素子駆動部
34 システムコントローラ
35 ブレ補正マイコン
36 Roll角速度センサ
37 SW部
221a、221b ADC
222 通信部
223 補正量算出部
224 モータドライバ
331 X1駆動部
332 X2駆動部
333 Y駆動部
351 ADC
352 通信部
353 補正量算出部
354 モータドライバ
2231a Yaw変位量算出部
2231b Pitch変位量算出部
2232 Yaw/Pitch補正量算出部
2233 補正回転中心誤差算出部
2234 補正回転中心誤差補償量算出部
2235 目標位置算出部
2236 目標位置変換部
3531 Roll補正量算出部
3532 補正回転中心誤差算出部
3533 補正回転中心誤差補償量算出部
3534 目標駆動位置算出部
3535 目標駆動位置算出部
22311a、22311b 積分器
22321a、22321b 乗算器
35311 積分器
1 Camera 2 Interchangeable Lens 3 Camera Body 4 Contact 21 Optical System 22 LCU
23 Optical system drive unit 24a Yaw angular velocity sensor 24b Pitch angular velocity sensor 31 Shutter 32 Image sensor 33 Image sensor drive unit 34 System controller 35 Blur correction microcomputer 36 Roll angular velocity sensor 37 SW unit 221a, 221b ADC
222 Communication unit 223 Correction amount calculation unit 224 Motor driver 331 X1 drive unit 332 X2 drive unit 333 Y drive unit 351 ADC
352 Communication unit 353 Correction amount calculation unit 354 Motor driver 2231a Yaw displacement amount calculation unit 2231b Pitch displacement amount calculation unit 2232 Yaw / Pitch correction amount calculation unit 2233 Correction rotation center error calculation unit 2234 Correction rotation center error compensation amount calculation unit 2235 Target position Calculation unit 2236 Target position conversion unit 3531 Roll correction amount calculation unit 3532 Correction rotation center error calculation unit 3533 Correction rotation center error compensation amount calculation unit 3534 Target drive position calculation unit 3535 Target drive position calculation units 22311a and 22311b Integrators 22321a and 22321b Multiplication 35311 integrator

Claims (6)

被写体像を結像する光学系と、
前記光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の並進移動及び回転移動、又は、前記光学系に含まれる像ブレ補正用レンズの並進移動及び前記撮像素子の回転移動、を行わせる駆動部と、
前記光学系の光軸方向を回転軸とする回転角速度を検出する第1の角速度検出部と、
前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度と、前記光学系の光学中心位置と、前記撮像素子の回転中心位置とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する像ブレ補正制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
An optical system for forming a subject image;
An image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by the optical system;
A drive unit that performs translational movement and rotational movement of the imaging element, or translational movement of an image blur correction lens included in the optical system and rotational movement of the imaging element;
A first angular velocity detector that detects a rotational angular velocity with the optical axis direction of the optical system as a rotation axis;
Based on the rotation angular velocity detected by the first angular velocity detection unit, the optical center position of the optical system, and the rotation center position of the image sensor, the drive unit is controlled so that image blur is corrected. An image blur correction control unit;
An imaging apparatus comprising:
前記像ブレ補正制御部は、
前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて像ブレ補正量を算出する像ブレ補正量算出部と、
前記光学系の光学中心位置と前記撮像素子の回転中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部と、
前記像ブレ補正量算出部により算出された像ブレ補正量と、前記位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量とに基づいて、前記光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第1の方向に対して直交する第2の方向の位置ズレ補償量を算出する位置ズレ補償量算出部と、
を含み、
前記像ブレ補正制御部は、前記像ブレ補正量算出部により算出された像ブレ補正量と、前記位置ズレ補償量算出部により算出された前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image blur correction control unit
An image blur correction amount calculator that calculates an image blur correction amount based on the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detector;
A positional deviation amount calculation unit for calculating an amount of positional deviation between the optical center position of the optical system and the rotation center position of the imaging element;
Based on the image blur correction amount calculated by the image blur correction amount calculation unit and the position shift amount calculated by the position shift amount calculation unit, a first orthogonal to the optical axis direction of the optical system. A positional deviation compensation amount calculating unit that calculates a positional deviation compensation amount in a direction and a positional deviation compensation amount in a second direction orthogonal to the first direction;
Including
The image blur correction control unit includes the image blur correction amount calculated by the image blur correction amount calculation unit, the position shift compensation amount in the first direction calculated by the position shift compensation amount calculation unit, and the second Controlling the drive unit so that image blur is corrected based on a positional deviation compensation amount in the direction of
The imaging apparatus according to claim 1.
前記光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第2の角速度検出部と、
前記第1の方向に対して直交する第2の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第3の角速度検出部と、
を更に備え、
前記像ブレ補正制御部は、
前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて第1の像ブレ補正量を算出する第1の像ブレ補正量算出部と、
前記第2の角速度検出部により検出された回転角速度と前記光学系の焦点距離とに基づいて第2の像ブレ補正量を算出し、前記第3の角速度検出部により検出された回転角速度と前記光学系の焦点距離とに基づいて第3の像ブレ補正量を算出する第2の像ブレ補正量算出部と、
前記撮像素子の回転中心位置を、前記第2の像ブレ補正量算出部により算出された前記第2の像ブレ補正量及び前記第3の像ブレ補正量の分だけ移動させた位置と、前記光学系の光学中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部と、
前記第1の像ブレ補正量算出部により算出された第1の像ブレ補正量と、前記位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量とに基づいて、前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量を算出する位置ズレ補償量算出部と、
を含み、
前記像ブレ補正制御部は、前記第1の像ブレ補正量算出部により算出された第1の像ブレ補正量と、前記第2の像ブレ補正量算出部により算出された前記第2の像ブレ補正量及び前記第3の像ブレ補正量と、前記位置ズレ補償量算出部により算出された前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
A second angular velocity detection unit that detects a rotational angular velocity having a first direction orthogonal to the optical axis direction of the optical system as a rotation axis;
A third angular velocity detector that detects a rotational angular velocity with a second direction orthogonal to the first direction as a rotation axis;
Further comprising
The image blur correction control unit
A first image blur correction amount calculation unit that calculates a first image blur correction amount based on the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detection unit;
A second image blur correction amount is calculated based on the rotational angular velocity detected by the second angular velocity detector and the focal length of the optical system, and the rotational angular velocity detected by the third angular velocity detector and the A second image blur correction amount calculating unit that calculates a third image blur correction amount based on the focal length of the optical system;
A position where the rotation center position of the image sensor is moved by the amount of the second image blur correction amount and the third image blur correction amount calculated by the second image blur correction amount calculating unit; A positional deviation amount calculating unit for calculating a positional deviation amount from the optical center position of the optical system;
Position shift compensation in the first direction based on the first image blur correction amount calculated by the first image blur correction amount calculation unit and the position shift amount calculated by the position shift amount calculation unit. A positional deviation compensation amount calculating unit that calculates an amount and a positional deviation compensation amount in the second direction;
Including
The image blur correction control unit includes a first image blur correction amount calculated by the first image blur correction amount calculation unit and a second image calculated by the second image blur correction amount calculation unit. Based on the blur correction amount and the third image blur correction amount, and the position shift compensation amount in the first direction and the position shift compensation amount in the second direction calculated by the position shift compensation amount calculation unit. , Controlling the drive unit so that image blur is corrected,
The imaging apparatus according to claim 1.
被写体像を結像する光学系と、前記光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の並進移動及び回転移動、又は、前記光学系に含まれる像ブレ補正用レンズの並進移動及び前記撮像素子の回転移動、を行わせる駆動部と、前記光学系の光軸方向を回転軸とする回転角速度を検出する第1の角速度検出部とを備える撮像装置の像ブレ補正方法であって、
前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度と、前記光学系の光学中心位置と、前記撮像素子の回転中心位置とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、
ことを特徴とする像ブレ補正方法。
An optical system that forms a subject image, an image sensor that photoelectrically converts the subject image formed by the optical system, and translational movement and rotational movement of the image sensor, or image blur correction included in the optical system An image blur of an imaging apparatus, comprising: a drive unit that performs translational movement of the lens and rotational movement of the imaging device; and a first angular velocity detection unit that detects a rotational angular velocity with the optical axis direction of the optical system as a rotation axis. A correction method,
Based on the rotation angular velocity detected by the first angular velocity detection unit, the optical center position of the optical system, and the rotation center position of the image sensor, the drive unit is controlled so that image blur is corrected. ,
An image blur correction method characterized by the above.
前記像ブレ補正方法は、
前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて像ブレ補正量を算出し、
前記光学系の光学中心位置と前記撮像素子の回転中心位置との位置ズレ量を算出し、
前記算出した像ブレ補正量と、前記算出した位置ズレ量とに基づいて、前記光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第1の方向に対して直交する第2の方向の位置ズレ補償量を算出し、
前記算出した像ブレ補正量と、前記算出した前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、
ことを特徴とする請求項4記載の像ブレ補正方法。
The image blur correction method includes:
An image blur correction amount is calculated based on the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detection unit,
Calculating a positional deviation amount between the optical center position of the optical system and the rotation center position of the image sensor;
Based on the calculated image blur correction amount and the calculated positional deviation amount, the positional deviation compensation amount in the first direction orthogonal to the optical axis direction of the optical system and the first direction Calculating a positional deviation compensation amount in the second direction orthogonal to each other;
Based on the calculated image blur correction amount and the calculated position shift compensation amount in the first direction and the position shift compensation amount in the second direction, the driving unit is configured to correct image blur. Control,
The image blur correction method according to claim 4.
前記撮像装置は、前記光学系の光軸方向に対して直行する第1の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第2の角速度検出部と、前記第1の方向に対して直交する第2の方向を回転軸とする回転角速度を検出する第3の角速度検出部と、を更に備え、
前記像ブレ補正方法は、
前記第1の角速度検出部により検出された回転角速度に基づいて第1の像ブレ補正量を算出し、
前記第2の角速度検出部により検出された回転角速度と前記光学系の焦点距離とに基づいて第2の像ブレ補正量を算出し、前記第3の角速度検出部により検出された回転角速度と前記光学系の焦点距離とに基づいて第3の像ブレ補正量を算出し
前記撮像素子の回転中心位置を、前記算出した前記第2の像ブレ補正量及び前記第3の像ブレ補正量の分だけ移動させた位置と、前記光学系の光学中心位置との位置ズレ量を算出し、
前記算出した第1の像ブレ補正量と、前記算出した位置ズレ量とに基づいて、前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量を算出し、
前記算出した第1の像ブレ補正量と、前記算出した前記第2の像ブレ補正量及び前記第3の像ブレ補正量と、前記算出した前記第1の方向の位置ズレ補償量及び前記第2の方向の位置ズレ補償量とに基づいて、像ブレが補正されるように前記駆動部を制御する、
ことを特徴とする請求項4記載の像ブレ補正方法。
The imaging apparatus includes a second angular velocity detector that detects a rotational angular velocity having a first direction orthogonal to the optical axis direction of the optical system as a rotation axis, and a second orthogonal to the first direction. A third angular velocity detection unit that detects a rotational angular velocity with the direction of 2 as a rotation axis;
The image blur correction method includes:
Calculating a first image blur correction amount based on the rotational angular velocity detected by the first angular velocity detector;
A second image blur correction amount is calculated based on the rotational angular velocity detected by the second angular velocity detector and the focal length of the optical system, and the rotational angular velocity detected by the third angular velocity detector and the A third image blur correction amount is calculated based on the focal length of the optical system, and the rotation center position of the image sensor is determined by dividing the calculated second image blur correction amount and the third image blur correction amount. Calculating a positional deviation amount between the position moved only by the optical center position of the optical system,
Based on the calculated first image blur correction amount and the calculated positional deviation amount, a positional deviation compensation amount in the first direction and a positional deviation compensation amount in the second direction are calculated,
The calculated first image blur correction amount, the calculated second image blur correction amount and the third image blur correction amount, the calculated positional deviation compensation amount in the first direction, and the first Controlling the drive unit so that image blur is corrected based on the positional deviation compensation amount in the direction of 2.
The image blur correction method according to claim 4.
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